水轮发电机组现场测试工作是机组并网发电的必要工作，对机组实时监测和趋势分析是水轮发电机组测试工作的发展目标和方向。本文研究的主要目标是开发一种适用于水电厂实际的水轮发电机组测试系统，包括在线监测的功能，并满足现场对安全可靠性和实时测试的要求。本文主要从以下几个方面开展了研究工作。　　 对水轮发电机组测试方法与国内外研究现状进行了总结和分析，根据测试系统硬件工作原理和现场测试的要求，对测点进行了合理的选择与布置，提出了测试系统在线监测、与离线试验的功能。　　 设计了信号采集系统硬件结构，采用电阻分压电路对振动和摆度信号进行处理、AD620放大器对信号进行放大、IPC9376电路对键相信号的调理进行放大，并应用具有施密特触发器的LM393比较器对信号进行处理。测试系统数据传输方式，选用主控DMA数据传输方式。　　 进行了系统软件结构设计，实现了数据采集、传输、分析与处理、实时显示、以及试验管理等模块的算法功能。开展了消除工频信号干扰和信号稀疏分解理论及方法的研究，以及基于小波分析的数据奇异性识别与还原研究，有效剔除了噪声因素引起的成分，保留了原信号中的关键波形特征，取得了一定的消噪效果。　　 所设计的测试系统，应用于现场测试，分别完成了水轮发电机组的稳定性试验和轴流转浆式水轮发电机组最优协联关系试验。通过现场测试应用表明，该系统据有良好的安全可靠性和实时监测性，结构布置合理，具有一定的应用价值。