随着水电机组装机容量和工程规模的日益巨型化,机组运行的稳定性关系到水电站能否进行安全、经济的生产。水电机组在运行过程中发生故障是不可避免的,而传统的计划检修存在着检修过剩或检修不足等现象。所以,为提高机组故障诊断的针对性和正确性,进行水电机组振动监测及故障诊断研究是一种必然的趋势。本文首先详细的介绍了水电机组的结构及工作原理,针对引起水电机组振动原因的复杂多样性,分别从水力、机械、电磁三方面进行研究并给出相应的诊断对策。着重介绍了信号的采集系统的设计,包括监测点布置、传感器选择的原则、采集系统的原理及各组成部分。然后对采集到的数据进行信噪分离处理,提出了利用小波包来求取某种特性的小波基函数,从而得到更加有效的具有振动故障特征的信号。由于机组各部件在结构上具有某种逻辑关系,据此可以建立水电机组故障树。对于难以获得机组各部件的失效概率,在故障树分析中考虑由若干次大修中得到的各底事件失效分布曲线确定的标准概率分布模型来求取底事件故障发生的概率。建立了故障树并对其进行了定性和定量分析,得到了每个事件的相对重要性。并应用在溪洛渡水电站5#机组上,实验时记下机组在各工况下的参数和振动变化的趋势图,并分析了振动监测结果,验证了该系统具有较好的可行性和可靠性。本文实现了信号采集与处理、振动监测和故障诊断等功能,使该系统能够应用于实际,有利于机组的检修。