我国在水电行业发展方面具有非常丰富的水资源优势,水电建设也被提升为国家重点建设项目的重要战略地位,特别近年来国家加大对水电行业的投入,水电装机容量及工程规模不断扩大,其发电量在整个电力系统中所占比例也在一直提升,水电机组的稳定运行对电网的安全、经济运行显得非常重要。因此,开展水电机组设备故障诊断研究是有着十分重要的现实意义。本文以水轮发电机组振动故障为研究对象,对水轮发电机组结构及工作原理进行了重点研究,全面分析了机组设备各部件之间在结构上的逻辑关系,并以此为基础建立了“水轮发电机组振动”故障树。同时,基于水电机组设备各部件故障概率难以精确获取的状况,将模糊理论引入到故障树分析中,利用权重专家的模糊评判来求取底事件故障发生的概率,对“水轮发电机组振动”故障树进行了相关定性、定量分析并求出各相关重要度。在不同工况下对水轮发电机组做了相关稳定性试验,研究机组振动的特性和规律,分析引起振动产生的根本原因,为预测机组设备部件可能损坏的形式和程度积累统计资料,有助于专家更加准确的对设备故障进行判断。以建立的“水轮发电机组振动”故障树及求取的各底事件模糊失效概率为基础,提出了基于故障树分析的专家诊断系统设计,对系统各模块的设计都做了详细介绍,并将机组试验运行状况记录存储于系统,为机组设备的故障诊断提供技术参考。本文的研究成果对指导机组设备各部件在设计制造、运行维护、检修等方面提供了可靠的数据参考,所设计的专家系统能够实现故障模式识别及对故障的可靠性预测,为研究开发智能水电机组故障诊断系统奠定了基础,其故障分析理论及分析数据对水电站状态检修有着重要的参考依据。