本实用新型属于发电机励磁采集装置技术领域，具体涉及一种用于发电机在线监测系统的励磁采集装置。
背景技术：
大型电网一般由若干台并列运行的发电机组构成，发电机组与电网运行的安全性与控制性能相互影响、相互制约，而发电机励磁系统是联系发电机组与电网的最重要的纽带之一。发电机励磁系统作为重要的涉网设备，是网源协调管理的重要对象，准确掌握每一台并网机组励磁系统的数学模型与特性参数是建设坚强、智能电网的基础性工作之一。
目前，励磁系统对电网变化动态响应性能主要通过离线计算和现场试验测量手段，无法在线判断某台发电机组励磁系统的异常状态，从而影响了电网故障预防和故障响应的实时性。因此，采用在线监测和评估的方法，就可以加强对发电机组励磁系统参数和变量实时管理，发挥监测系统的扰动分析和故障预警作用，提升电网对系统扰动的自主分析和评估水平。
技术实现要素：
针对上述问题，本实用新型提出一种用于发电机在线监测系统的励磁采集装置，能够实时采集发电机组重要的电气量、控制量和状态开出量，并向厂站主机上传，数据采集和通信高速、实时，可靠性高，且不会干扰励磁调节器的安全稳定运行；模块化设计，连接方便，通用灵活，可扩充性好；抗干扰能力强。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种用于发电机在线监测系统的励磁采集装置，包括交流采样单元、4-20mA模拟量采集单元、A/D转换芯片、DSP处理芯片、光耦隔离器、出口继电器和CPU芯片；
所述交流采样单元和4-20mA模拟量采集单元的输出端分别与A/D转换芯片的输入端相连，分别用于采集系统的互感器输出和励磁调节器的控制量输出，并发送至A/D转换芯片；
所述A/D转换芯片的输出端与DSP处理芯片的输入端相连；
所述DSP处理芯片的输入端还与光耦隔离器的输出端相连，所述光耦隔离器用于采集励磁调节器的硬接点状态；所述DSP处理芯片的输出端与出口继电器的输入端相连，出口继电器与运行告警模块相连，用于输出告警信号；
所述CPU芯片的数据传输端与DSP处理芯片的数据传输端相连，DSP处理芯片将励磁信息传送给CPU芯片。
进一步地，所述用于发电机在线监测系统的励磁采集装置还包括显示器，所述显示器的数据传输端与CPU芯片的数据传输端相连。
进一步地，所述用于发电机在线监测系统的励磁采集装置还包括光纤通讯模块和厂站监测主机，所述光纤通信模块的一端通过光纤与DSP处理芯片，另一端通过光纤与厂站监测主机相连。
进一步地，所述的一种用于发电机在线监测系统的励磁采集装置，还包括RS485通信接口，所述DSP处理芯片通过RS485通信接口与励磁调节器通信，用于将查询到的励磁调节器涉网参数和状态数据通过光纤通信模块传输至厂站监测主机。
进一步地，所述的一种用于发电机在线监测系统的励磁采集装置，还包括打印机，所述打印机的输入端与CPU芯片的输出端相连。
进一步地，所述A/D转换芯片的数量为2个，二者的输入端分别与交流采样单元和4-20mA模拟量采集单元的输出端相连，二者的输出端均与DSP处理芯片相连。
进一步地，所述运行告警模块包括告警灯和告警开出接点。
本实用新型的有益效果：
本实用新型提出一种用于发电机在线监测系统的励磁采集装置，能够实时采集发电机组重要的电气量、控制量和状态开出量，并向厂站主机上传，数据采集和通信高速、实时，可靠性高，且不会干扰励磁调节器的安全稳定运行；模块化设计，连接方便，通用灵活，可扩充性好；且设置了告警模块，采集过程出现的任何异常信息将传输至运行告警模块，并由运行告警模块对外发出告警提示，包括：对下通讯中断或异常，变送器断线或异常，测量PT断线，从机装置故障或异常，在线监测功能退出等，抗干扰能力强。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
下面结合附图对本实用新型的应用原理作详细的描述。
如图1所示，一种用于发电机在线监测系统的励磁采集装置，包括交流采样单元、4-20mA模拟量采集单元、A/D转换芯片、DSP处理芯片、光耦隔离器、出口继电器和CPU芯片；
所述交流采样单元和4-20mA模拟量采集单元的输出端分别与A/D转换芯片的输入端相连，分别用于采集系统的互感器输出和励磁调节器的控制量输出，所述互感器输出信号包括：系统电压、机端电压、机端电流、励磁电压、励磁电流；所述励磁调节器的控制量输出信号包括：控制电压输出、PSS(电力系统静态稳定器)输出、电压给定和PSVR(发电机励磁调节装置)输出等，并发送至A/D转换芯片；
所述A/D转换芯片的输出端与DSP处理芯片的输入端相连，由DSP处理芯片对接收到的信号进行处理；在本实用新型的优选实施例中，所述A/D转换芯片的数量为2个，二者的输入端分别与交流采样单元和4-20mA模拟量采集单元的输出端相连，二者的输出端均与DSP处理芯片相连；
所述DSP处理芯片的输入端还与光耦隔离器的输出端相连，所述光耦隔离器用于采集励磁调节器的主要的硬接点状态，并输出至DSP处理芯片；所述DSP处理芯片的输出端与出口继电器的输入端相连，出口继电器与运行告警模块相连，用于输出告警信号，包括测量异常、通讯中断、自身异常等；所述运行告警模块包括告警灯和告警开出接点；
所述CPU芯片的数据传输端与DSP处理芯片的数据传输端相连，DSP处理芯片将励磁信息传送给CPU芯片。
具体实施过程中，所述的交流采样单元、4-20mA模拟量采集单元、A/D转换芯片、DSP处理芯片、光耦隔离器、出口继电器和CPU芯片均采用市面上可以采购得到的器件。
在本实用新型的一种实施例中，为了实现人机交互，所述用于发电机在线监测系统的励磁采集装置还包括显示器，所述显示器的数据传输端与CPU芯片的数据传输端相连，从而实现采集数据、事件报文、变位信息等的就地查询。
在本实用新型的一种实施例中，所述用于发电机在线监测系统的励磁采集装置还包括打印机，所述打印机的输入端与CPU芯片的输出端相连，用于打印由DSP处理芯片处理过的信息。
在本实用新型的一种实施例中，所述用于发电机在线监测系统的励磁采集装置还包括光纤通讯模块和厂站监测主机，所述光纤通信模块的一端通过光纤与DSP处理芯片，另一端通过光纤与厂站监测主机相连，将采集到的信息直接传输至厂站监测主机；同时，采集过程出现的任何异常信息将传输至运行告警模块，并由运行告警模块对外发出告警提示，采用光纤通道作为数据传输链路，将励磁数据发送至厂站监测主机，发送间隔周期仅1ms，实现了励磁采集数据的实时可靠上传。
所述用于发电机在线监测系统的励磁采集装置还包括RS485通信接口，所述DSP处理芯片通过RS485通信接口与励磁调节器通信，RS485通信接口以modbus规约按照设定的周期间隔发出查询报文，并接收和解析应答报文，并将查询到的励磁调节器涉网参数和状态数据通过光纤通信模块传输至厂站监测主机，同时传送至CPU芯片，用于通过显示器显示或者通过打印机打印出来，还通过光纤通讯模块以IEC60044-8协议上传至厂站监测主机。同时，RS485通信接口在通信过程中出现的任何异常信息，比如通讯中断、响应异常、通信超时等都将传输至运行告警模块，装置对外发出告警提示。所述励磁涉网参数是指：AVR主环(电压环)PID参数、低励/过励限制辅环参数、调差参数、PSS模型参数；所述励磁状态数据是指：AVR的故障信息、告警信息、限制信息和运行状态信息等。所述励磁采集装置还可通过RS485通信接口接收机组电气量、控制量和状态量，从而省去模拟量采样环节。
综上所述，本装置实现的主要功能包括采集计算功能、通讯功能和运行报警功能，如表1所示：
表1
综上所述：
本实用新型提出一种用于发电机在线监测系统的励磁采集装置，能够实时采集发电机组重要的电气量、控制量和状态开出量，并向厂站主机上传，数据采集和通信高速、实时，可靠性高，且不会干扰励磁调节器的安全稳定运行；模块化设计，连接方便，通用灵活，可扩充性好；且设置了告警模块，采集过程出现的任何异常信息将传输至运行告警模块，并由运行告警模块对外发出告警提示，包括：对下通讯中断或异常，变送器断线或异常，测量PT断线，从机装置故障或异常，在线监测功能退出等，抗干扰能力强。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。