本发明公开了一种水电机组开机过程非平稳信号时频分析方法，包括适当降低采样频率，采用同步压缩小波变换，分析机组在启动时，机组振动的时频特性，以定量地描述振动时变信号时间和频率的关系，准确地评估机组的瞬时特征。本发明比短时傅里叶变换有更好的频域聚焦能力，能很好地适用于水电机组开机过程振动特征频率的提取，分析结果表明，机组升速过程中机组摆度测点存在转频及明显的各阶倍频分量，这些频率随转速的升高而对应增大，直至达到额定转速。