本实用新型提供的一种电厂同步发电机轴电压轴电流在线测量与诊断装置，包括电压采集模块、电流采集模块和中央处理器，其中，所述电压采集模块与同步发电机大轴的两端连接，用于同步发电机大轴的轴电压；所述电流采集模块与同步发电机大轴接地位置处连接，用于采集轴电压产生的对地轴电流；所述电压采集模块和电流采集模块的输出端均与中央处理器连接；解决了传统轴电压测量方法所存在的测量精度不高，不具备实时数据监测的缺点，显著增强对发电机大轴及轴瓦的保护能力，提高发电机工作的稳定性和可靠性，减少由于轴电压异常所导致的不必要的经济损失。