水电以其在电力行业调峰的重要作用以及巨大的潜在资源，越来越受到人们的重视。随着电力市场的发展，提高水电自身的竞争力成为行业追求的目标。提高水电机组运行稳定性，发展故障诊断相关的研究技术和实测手段，实施状态检修，是电力改革的必然要求。振动是影响水电机组稳定运行的重要因素，振动信号包含有能反映设备工作状态的重要特征信息，如果能将复杂的信号按照系统不同故障模式的相应时域信号特征进行分解，使分解的特征与系统状态具有一一对应关系，我们就能根据特征波形找到故障所在。首先，从水电厂实际出发，阐述了水电厂状态信号监测与分析的目的、意义和内容以及国内外发展现状，分析和归纳了水轮发电机组振动的机理、振动故障的特征。并对水轮发电机组振动监测与试验分析时的测量参数、测点布置要求进行了详细说明。其次，介绍了几种信号处理的常规方法，阐述了傅里叶变换和小波分析的定义及性质。因为非平稳信号的双边特性，两者都无法适应复杂的信号类型，存在信号“冲淡”问题。因此，本文引入了Laplace小波相关滤波法，介绍了它的定义、Laplace小波函数库及相关滤波原理，并把它应用到振动信号的分析处理中，仿真结果表明Laplace小波对振动频率的提取具有很高的精确度。最后，对大峡水电站2#机组开机与停机过程中的振动、摆度信号进行了Laplace小波分析。结合Laplace小波分析处理的结果与水电机组故障特征频率的特征，对机组的运行状态进行了评估，对水电厂实现状态检修具有指导意义。