本发明公开了一种三相不平衡监测装置的高速数据采集系统及方法，用于三相负荷不平衡监测装置内模拟量数据的高速采集，采集方法的步骤为：1）同步时钟模块接收GPS/北斗信号，并将准确的时间信息发送给FPGA模块，2）FPGA模块解析时间数据，根据时间数据生成等间隔的采样启动信号，并将采样启动信号发送给AI模块，3）AI模块接收到FPGA模块的采样启动信号后启动采样，并将采样数据通过LVDS总线发送给FPGA模块，4）FPGA模块读取采样数据并打上时间标签，缓存一个周波的带时间标签的采样数据后发送中断信号给主控模块，5）主控模块响应FPGA模块的中断信号，读取缓存在FPGA模块内的一个周波的带时间标签的采样数据，并进行后续的数据计算及处理。