水电是一种清洁无污染、储量极为丰富的可再生能源，水力发电是利用自然可再生能源最重要的形式。我国技术相对比较落后，加之目前水力发电的成本一直居高不下，制约了我国水力发电发展。一方面是由于水力发电机组系统的设计水平不高，另一方面是因为水力发电多为小型机组，发电效率低。而如何使水轮机组大型化，提高发电效率成为了国内外专家一直为之努力的关键问题。本文针对的水轮发电机组关键部件的有限元分析，在保证了机组的安全运行的前提条件下，为水力发电机组的大型化提过了有力支撑，对提高发电效率具有积极意义。主要工作归纳如下：首先，广泛查阅国内外相关文献资料，了解水力发电的发展概况和最新成果，简单介绍了ANSYS软件的结构功能；其次，阐述了两种不同型式的水轮发电机组，特别针对立式水轮发电机组的结构特点进行了详细的描述，介绍了其主要参数，并且对负荷上机架总负荷和单个支臂进行了受力分析。其次，针对卧式机组的主要参数、组成部分、关键部件转子的结构特点以及转子的受力进行了说明。再次，鉴于水轮发电机负荷上机架承受高载荷的特点，为了保证运行时的安全性，采用ANSYS壳体单元对上机架进行刚度有限元分析。分析过程中充分模拟并体现了整体和局部的受力特性，计算得出了竖直方向和径向刚度，且具有较高的计算精度。分析结果表明，该结构达到了设计要求。最后，针对出口越南的某卧式水轮发电机组，简要介绍了其转子部分的外形尺寸和结构特点。机组单机容量大（额定功率为6750kW、额定转速为1000r/min），通过对机组额定与飞逸工况下，发电机转子横截面、磁极压板、阻尼环应力分析以及轴系振动分析的实例，介绍了Pro/E模型的导入以及有限元分析方法，最后对计算结果进行分析总结。分析过程中实现了Pro/E建模和ANSYS的仿真相互集成，通过软件各自的优势完成了模型建立和有限元分析。分析结果表明其结构达到了设计要求，与传统计算方法相比，其精度更能满足工程要求，且效率高。并且利用此方法可以预测结构受力危险面，提前做好预防处理。为机组的安全运行和大型化提供了前提条件，进而提高水轮发电机发电效率和电能质量，并保证其稳定性运行。