随着电网规模的扩大以及自动化水平的提高，设备检修以及维护的任务越来越大，费用也越来越高。采用定期检修方式使很多设备存在过修获失修的问题，造成巨大的资源浪费以及安全隐患。对变压器实施安全在线监测可以实时地监视变压器的运行状况，及时的采集故障先兆信息，通过故障诊断技术，有利于发现变压器的早期潜伏性故障,进行及时的状态维修,减少事故容量损失率、提高电网的供电率,取得巨大的经济效益。因此,变压器故障诊断技术研究具有重要的现实意义。由于传统的变压器监测方法存在有电气连接、停机检修等弊端，对变压器的经济可靠运行有一定的影响。本文设计了一种不停机，不打开变压器器身的变压器在线监测装置。本文主要完成了以下工作：首先根据变压器的工作结构及工作原理，分析了变压器绕组和铁心的故障形成原因，以及由此引起的机械振动特点。其次根据变压器绕组及铁心的振动特点设计了变压器工况在线监测装置的总体结构，包括振动传感器的选型、微处理器选型、A/D采样芯片选型以及振动信号的采集、存储以及处理。接着根据所采集的信号特点，对所测的信号进行了信号处理：根据傅里叶变换的局限性，提出了将小波变换用于变压器器身振动信号的分析中，由于小波变换存在频率混叠的问题，对小波变换提出了改进，并用仿真验证了改进小波变换的可行性。最后，对本文所设计的变压器在线监测系统进行了实验验证，证明本文所设计的变压器在线监测系统可以对变压器的机械故障做一个有效的监测，证明本设计是合理可行的。