水力发电在我国能源工业中所占的比重较大。水电机组单机容量越来越大，对电网稳定运行的影响也越来越大，机组稳定性和安全运行状态直接关系到水电站的安全，已成为大中型水电机组的重要性能指标。大量事实证明，计划体制维修成本昂贵，维护时间过长，自动化程度低，还不能完全满足设备日益增长的维护需求。实现“无人值守”是电站现代化管理的方向，如何保证水电机组在这种管理模式下安全、可靠的运行，是国内外近年来一直研究的技术问题。提高设备维护的针对性，及时了解设备的运行状态，提高设备利用率是解决这一问题的有效途径。转子绕组匝间短路是发电机组常见的故障，匝间短路会形成短路电流，导致局部过热,降低发电机的无功功率，引起机组振动加剧，影响电机寿命甚至烧毁电机,及时诊断出发电机转子绕组匝间短路是保障电机正常运行的重要手段。针对水轮发电机转子绕组匝间短路无法预警以及短路后故障点查找困难的问题，设计了水轮发电机转子磁极温度动态监测系统。该系统采用红外非接触式测温方法对水轮发电机转子绕组每一个磁极温度进行动态监测，并以柱状图的形式显示，采用铜电阻测温方法对转子平均温度进行测量。给出了系统测试及现场工作效果图，并进行了分析。分析结果表明，该系统能够实时监测当前转子中每个磁极的温度，对温度异常的磁极线圈位置能够及时准确定位，有效节省了故障磁极的排查检修时间，提高了工作效率和经济效益。本文通过查阅大量资料，确立了基本的研究思路。首先对水轮发电机转子绕组利用大型有限元分析软件ANSYS分别进行了稳态和转子承受2倍额定励磁电流50s内的瞬态温度场仿真，从理论上说明了系统的可行性。然后提出并设计了一套针对凸极式同步发电机转子绕组匝间短路的在线温度监测系统，系统主要由红外非接触式测温和铜电阻测温两个模块组成，从基本组成上共分为信号采集模块、数据处理模块、显示模块和中央控制模块四个部分，分别从软件和硬件对系统进行了介绍。最后给出了系统实验室条件下和现场测试结果，测试结果表明本文设计的系统能够对水轮发电机等凸极式三相同步发电机转子绕组匝间短路预警并确定故障点。