水电机组的振动以及其它故障是影响机组安全、稳定运行的主要因素。对机组振动、摆度、温度以及其它影响机组运行的参数的监测就显得至关重要。机组的在线监测和故障诊断也是提高水电厂运行效益和水电厂供电有效保障的主要措施。 本文首先叙述了开展水电机组的在线监测与故障诊断的意义，接着对水电机组的主要故障做了分析，分析了振动的种类和每种振动的振动特性，对各类振动的产生信号做了很深入的研究。然后对水电机组的在线监测和故障诊断系统的分类和组成部分进行了分析，提出了几种适合于水电机组故障诊断系统的诊断方法。 针对水电机组监测数据的非平稳性、故障信号具有突变性的特性，应用现代小波分析理论对机组监测和诊断系统的信号进行处理，包括信号采样、信噪分离、奇异信号的提取、分段信号的提取与分析、弱信号的提取、信号压缩。应用小波分析实现了从信号的采样到信号的压缩及分析整个信号处理过程。对信号处理的每一过程，提出了小波分析的应用步骤，并利用算法编制了一套实用的小波分析应用软件。 最后，结合一些实际机组数据和模拟信号对小波应用的几个方面，给出了分析计算的实例。说明了小波分析在水电机组的在线监测与故障诊断系统的应用中具有很大的优势和潜力。