CN202931245U

CN202931245U - 基于arm处理器和plc的同步发电机微机励磁装置

Info

Publication number: CN202931245U
Application number: CN 201220640190
Authority: CN
Inventors: 韦善革; 施武生; 吴杰康
Original assignee: NANNING YITONG ELECTRIC CO Ltd
Current assignee: NANNING YITONG ELECTRIC CO Ltd
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2022-11-28

Abstract

一种基于ARM处理器和PLC的同步发电机微机励磁装置，包括信号测量模块、PLC控制模块、IGBT功率单元、灭磁开关和起励回路；其中：还包括ARM9信号处理模块；所述信号测量模块采集发电机参数输入ARM9信号处理模块，ARM9信号处理模块完成励磁调节参数运算、人机交互、电能质量分析、以太网通信等功能，并将励磁调节参数输入PLC控制模块；PLC控制模块输出PWM脉冲和控制信号至IGBT功率单元以调节励磁电流，并控制灭磁开关、起励回路和发电机出口断路器以完成起励、灭磁、并网等励磁控制和保护功能。该装置具备良好的人机交互、高效的智能调试、网络化监控等多种优点，并具有很高的准确性、实时性和可靠性。

Description

基于ARM处理器和PLC的同步发电机微机励磁装置

技术领域

本实用新型涉及一种同步发电机微机励磁装置，特别涉及了一种以ARM处理器和PLC双CPU结构为核心控制部件的同步发电机微机励磁装置。

背景技术

励磁调节装置的性能和可靠性直接影响发电机运行的稳定性与可靠性。随着发电机单机容量和电网容量的不断扩大，对励磁装置不仅在实时性、精确性、可靠性和稳定性方面提出了更高要求，还要求励磁装置具备控制与监测智能化、数据传输网络化等特点。基于PLC的励磁装置具有很高的可靠性和稳定性，但是PLC受运算能力和外设功能的限制，响应速度较慢，辅助功能较少。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种基于ARM处理器和PLC的同步发电机微机励磁装置，将ARM9嵌入式平台强大的运算能力和丰富的外设功能，与PLC的高抗干扰、高可靠性相结合，在简化外围电路的同时使励磁装置具备了良好的人机交互、高效的智能调试、网络化监控等多种优点，并具有很高的准确性、实时性和可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种基于ARM处理器和PLC的同步发电机微机励磁装置，包括与发电机相连接的信号测量模块、PLC控制模块、IGBT功率单元、灭磁开关和起励回路，其中：还包括ARM9信号处理模块；所述的信号测量模块通过SPI总线与ARM9信号处理模块双向连接；所述的ARM9信号处理模块通过485总线与PLC控制模块双向连接；所述的PLC控制模块的输出端分别与IGBT功率单元、灭磁开关、起励回路、发电机出口断路器的控制端相连接；所述的IGBT功率单元在PLC控制模块的控制下输出励磁电流至发电机的转子绕组以调节发电机的机端电压；所述的信号测量模块对发电机的参数进行同步交流采样后将采样数据输入ARM9信号处理模块，ARM9信号处理模块对采样数据进行运算后得出驱动IGBT功率单元的PWM脉冲占空比α和发电机运行参数，并将运算结果输入PLC控制模块，PLC控制模块根据占空比α输出相应的PWM脉冲和控制信号驱动IGBT功率单元以调节励磁电流，并控制灭磁开关、起励回路和发电机出口断路器等以完成起励、灭磁、并网等励磁控制和保护功能。

发电机包括定子绕组和转子绕组。

本实用新型进一步说明，以上所述的ARM9信号处理模块以32位的ARM9嵌入式处理器为主控CPU，所述的ARM9嵌入式处理器设有运算处理各项数据的事务管理功能单元、外接触摸屏人机交互界面的内置LCD控制器、数据/地址/控制信号总线、内置SPI串口和内置RS232串口；所述的数据/地址/控制信号总线通过以太网控制器与上位机双向连接，同时通过CF卡接口与CF卡双向连接；所述的内置SPI串口与信号测量模块双向连接；所述的内置RS232串口通过485总线接口与PLC控制模块双向连接。

本实用新型进一步说明，以上所述PLC控制模块设有内置RS485串口、高速脉冲计数器、数字量输入单元和数字量输出单元；所述高速脉冲计数器的高速脉冲串输出端用于输出PWM脉冲驱动IGBT功率单元以调节励磁电流，PWM脉冲的占空比α越大，IGBT功率单元输出的励磁电流越大；所述的数字量输出单元用于输出控制信号至IGBT功率单元、灭磁开关、起励回路、发电机出口断路器，以执行起励控制、灭磁开关分合、功率单元投切、发电机并网、发电机解列等励磁控制和保护动作。

本实用新型进一步说明，以上所述的IGBT功率单元包括励磁变压器、不可控整流桥、IGBT元件A、IGBT元件B、逻辑切换开关和IGBT专用驱动电路；PLC控制模块的高速脉冲串输出端与 IGBT专用驱动电路的输入端相连接，IGBT专用驱动电路的输出端与逻辑切换开关的输入端相连接，逻辑切换开关的控制端与PLC控制模块的数字量输出端相连接，其输出端分别与IGBT元件A和IGBT元件B的控制端即IGBT元件的栅极相连接；PLC控制模块输出的PWM脉冲经IGBT专用驱动电路进行隔离和放大后，由逻辑切换开关选择用于控制IGBT元件A或IGBT元件B的导通-截止，PWM脉冲的占空比α越大，则IGBT元件的导通时间越长；所述的励磁变压器从发电机的输电线端获取三相交流电，由不可控整流桥进行整流、滤波变成直流电后，经IGBT元件A或IGBT元件B输入发电机的转子绕组作为励磁电流，IGBT元件的导通时间越长，则励磁电流越大。

本实用新型进一步说明，以上所述的IGBT元件A和IGBT元件B为相同型号的绝缘栅双极型晶体管，并安装在同一个热管散热器上；所述绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。两个IGBT元件中的一个处于正常工作状态，另一个处于热备用状态，PLC控制模块通过操作所述的逻辑切换开关控制PWM驱动脉冲的流向以切换IGBT元件的工作状态，从而延长IGBT元件的寿命和提高系统可靠性。

本实用新型进一步说明，以上所述的信号测量模块包括多通道同步A/D变换电路、信号调理电路以及分别与信号调理电路相连接的机端电压互感器、仪用电压互感器、电网电压互感器、输出电流互感器、励磁电流传感器和励磁电压传感器；所述的机端电压互感器、仪用电压互感器、电网电压互感器、输出电流互感器的一次侧与发电机的输电线相连接；所述信号调理电路的输出端与多通道同步A/D变换电路的输入端相连接；所述的多通道同步A/D变换电路通过SPI总线与ARM9信号处理模块相连接。

本实用新型进一步说明，所述的励磁电流传感器、励磁电压传感器为霍尔型传感器，根据霍尔效应来测量励磁电流和励磁电压。

本实用新型的工作原理是：信号测量模块采用多通道同步A/D变换电路对经信号调理电路变换后的发电机、电网的运行参数进行同步交流采样，并将采样数据经SPI总线输入ARM9信号处理模块；ARM9信号处理模块采用数字信号处理算法对交流采样数据进行运算得出发电机励磁调节所需参数，然后根据发电机的电压设定值和测量值之差，按所选择的励磁调节算法，综合励磁电压负反馈、附加调差和PSS信号计算出驱动IGBT功率单元所需的PWM脉冲的占空比α的数字量，并将运算数据通过485总线输入PLC控制模块；PLC控制模块根据占空比α经高速脉冲串输出端口输出相应的PWM脉冲和控制信号驱动IGBT功率单元以改变励磁电流，从而达到调整发电机机端电压、无功功率或输出电流的目的，PLC控制模块还根据发电机和功率单元的运行状态控制灭磁开关、起励回路和发电机出口断路器等以执行相应的起励控制、FMK（灭磁开关）分合、功率单元投切、发电机并网、发电机解列、故障报警等励磁控制和保护动作。

本实用新型将ARM9嵌入式平台强大的运算能力控制能力、丰富的外设功能（如10M/100M以太网通信接口、LCD触摸屏控制接口、大容量CF卡或IDE硬盘接口等）与PLC的高抗干扰性、高可靠性相结合，利用ARM9处理器控制信号测量模块，实现对发电机励磁调节参数的实时采集与高精度运算，使得励磁装置不仅能够完成基本的励磁调节和保护功能，而且可以采用先进的测量算法和非线性控制策略以提高励磁控制的准确性、实时性和稳定性，ARM9信号处理模块同时还基于Linux操作系统设计励磁系统软件，根据重要性的不同对励磁装置的各项任务进行划分和管理，从而完成人机交互、实时故障诊断、数据录波、数据库管理、电能质量分析、以太网通信等多种功能，使得励磁装置具备了智能化、网络化的优点。利用PLC控制模块完成IGBT驱动脉冲生成、起励控制、功率单元投切、FMK（灭磁开关）分合、发电机并网、发电机解列、电源投切等功能，以及对异常状态进行保护的功能，不仅具有输出脉冲稳定、抗电磁干扰能力强、控制可靠等优点，而且励磁调节的测量运算功能与控制功能分别采用ARM9和PLC进行，进一步提高了系统稳定性，当信号测量模块或ARM9信号处理模块发生诸如互感器断线或程序跑飞等故障时，PLC控制模块将根据故障前的参数或手动操作继续生成PWM脉冲以驱动IGBT功率单元输出励磁电流，并完成相应的控制和保护功能，使得发电机能够继续运行。

与现有技术相比较，本实用新型具备的有益效果：

（1）使用ARM9嵌入式平台实现对发电机励磁调节参数的实时采集与高精度运算，并完成人机交互、实时故障诊断、数据录波、数据库管理、以太网通信控制等多种功能，在提高励磁调节的精度和速度的同时，使得励磁装置具备了智能化和网络化的特点。

（2）使用PLC完成IGBT驱动脉冲生成、起励控制、功率单元投切、FMK（灭磁开关）分合、发电机并网、发电机解列、电源投切等功能，具有输出脉冲稳定、抗电磁干扰能力强、控制可靠等优点。

（3）使用双IGBT互为备用的励磁功率单元，具有驱动电路简单、脉冲丢失可能性小、可靠性高、励磁容量大等优点。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构图。

图2为本实用新型中ARM9信号处理模的功能结构示意图。

图3为本实用新型中PLC控制模块的功能结构示意图。

图4为本实用新型中IGBT功率单元的功能结构示意图。

图中：1-发电机，2-信号测量模块，3-ARM9信号处理模块，4-PLC控制模块，5-IGBT功率单元，6-灭磁开关，7-起励回路，8-发电机出口断路器，11-定子绕组，12-转子绕组，21-机端电压互感器，22-仪用电压互感器，23-电网电压互感器，24-输出电流互感器，25-励磁电流传感器，26-励磁电压传感器，27-信号调理电路，28-多通道同步A/D变换电路，31-ARM9嵌入式处理器，32-触摸屏人机交互界面，33-以太网控制器，34-485总线接口，35-CF卡接口，51-励磁变压器，52-不可控整流桥，53-IGBT元件A，54-IGBT元件B，55-逻辑切换开关，56-IGBT专用驱动电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

实施例：

如附图1所示，一种基于ARM处理器和PLC的同步发电机微机励磁装置，包括与发电机1相连接的信号测量模块2、IGBT功率单元5、 PLC控制模块4、灭磁开关6、起励回路7和ARM9信号处理模块3；所述的信号测量模块2通过SPI总线与ARM9信号处理模块3双向连接；所述的ARM9信号处理模块3通过485总线与PLC控制模块4双向连接；所述的PLC控制模块4的输出端分别与IGBT功率单元5、灭磁开关6、起励回路7、发电机出口断路器8的控制端相连接；所述的IGBT功率单元5的励磁电流输出端与发电机1的转子绕组12相连接；所述的信号测量模块2对发电机1的参数进行同步交流采样后将采样数据通过SPI总线输入ARM9信号处理模块3，ARM9信号处理模块3对采样数据进行运算后得出驱动IGBT功率单元5的PWM脉冲占空比α和发电机运行参数，并将运算结果通过485总线输入PLC控制模块4，PLC控制模块4根据占空比α输出相应的PWM脉冲和控制信号驱动IGBT功率单元5以调节励磁电流。

如附图1所示，所述信号测量模块2包括多通道同步A/D变换电路28、信号调理电路27以及分别与信号调理电路27相连接的机端电压互感器21、仪用电压互感器22、电网电压互感器23、输出电流互感器24、励磁电流传感器25和励磁电压传感器26；所述的机端电压互感器21、仪用电压互感器22、电网电压互感器23、输出电流互感器24的一次侧与发电机1的输电线相连接，分别用于测量发电机输出端的各项参数；所述励磁电流传感器25、励磁电压传感器26均为霍尔型传感器，根据霍尔效应来测量励磁电流和励磁电压；所述信号调理电路27的输出端与多通道同步A/D变换电路的输入端相连接；所述的多通道同步A/D变换电路28通过SPI总线与ARM9信号处理模块3相连。

所述多通道同步A/D变换电路28由3个16位六通道同步ADC芯片AD7658级联组成。机端电压U_F1、仪用电压U_F1、电网电压U_X、发电机输出电流I_F经各自的互感器和信号调理电路27变换为0～5V AC的电压信号后输入多通道同步A/D变换电路28，励磁电流I_L和励磁电压U_L经霍尔传感器和信号调理电路28变换为0～5V DC的电压信号后输入多通道同步A/D变换电路28，在ARM9信号处理模块3的控制下，多通道同步A/D变换电路28对以上变换后的电压信号进行同步交流采样（采样频率在8kHz～64kHz范围内动态可调，以保证在频率变动时交流采样的精度），采样数据经SPI高速同步串行通信总线输入ARM9信号处理模块3。

如附图2所示，所述的ARM9信号处理模块3以32位的ARM9嵌入式处理器31为主控CPU，所述的ARM9嵌入式处理器31设有运算处理各项数据的事务管理功能单元、外接触摸屏人机交互界面32的内置LCD控制器、数据/地址/控制信号总线、内置SPI串口和内置RS232串口；所述的数据/地址/控制信号总线通过以太网控制器33与上位机双向连接，同时通过CF卡接口35与CF卡双向连接；所述的内置SPI串口与信号测量模块2双向连接；所述的内置RS232串口通过485总线接口34与PLC控制模块4双向连接。在本实施例中，所述ARM9信号处理模块3是以三星公司的ARM9嵌入式处理器S3C2440为主控CPU，包含触摸屏人机交互界面32、以太网控制器33（基于DM9000）、485总线接口34（基于MAX485）、CF卡接口35（基于CL-PD6710）等外设，并采用嵌入式Linux实时操作系统开发励磁调节和管理软件。ARM9嵌入式处理器S3C2440采用FFT、数字微分等数字信号处理算法对前述信号测量模块传来的交流采样数据进行实时数值计算，得出机端电压U_F1、仪用电压U_F2、电网电压U_X、发电机输出电流I_F、频率f_F、有功功率P、无功功率Q、功率因数cosφ、励磁电流I_L、励磁电压U_L、谐波等励磁调节所需发电机运行参数，当根据运算结果判断系统存在PT断相、失磁、过励、欠励、过无功功率等异常时，执行相应的过励限制、欠励限制、V/F限制、无功功率限制等控制运算，当系统正常时，根据人机交互界面输入的发电机电压/电流/功率的设定值和测量值之差，综合励磁电压负反馈、附加调差和PSS信号，按所选励磁调节方式（恒电压、恒无功、恒功率因数等）进行励磁调节运算，最终得出驱动IGBT功率单元5的PWM脉冲占空比α的数字量，再通过485总线接口34将发电机运行参数和占空比α输入PLC控制模块4。系统参数设置、测量运算结果和故障信息的显示等通过人机交互功能通过触摸屏人机交互界面32进行，系统运行数据（保留近3个月的测量、控制数据）通过CF卡接口35存储在CF卡中，励磁装置与上位机之间通过以太网控制器32进行双向数据通信。ARM9信号处理模块3直接对交流采样数据进行数字信号运算得出励磁调节所需参量，不仅省略了功率、频率等电量变送器，而且提高了励磁运算控制的实时性和精度。如附图2所示，ARM9信号处理模块3还采用Linux操作系统开发系统软件，使用事务管理功能单元完成人机交互、系统设定与调试、录波分析、故障自诊断、实时数据库管理、以太网网络通信、电能质量分析等多种功能，从而实现了励磁控制的智能化和网络化。

如附图3所示，所述的PLC控制模块4设有内置RS485串口、高速脉冲计数器、数字量输入单元和数字量输出单元；所述高速脉冲计数器与IGBT功率单元5中的IGBT专用驱动电路56相连接。PLC控制模块4以Siemens公司的S7-200PLC为主控CPU，用于取代传统的继电器逻辑执行开关量的输入/输出控制，以完成起励控制、灭磁开关分合、手/自动励磁调节选择、电源投切、发电机并网、发电机解列、功率单元投切、故障报警等操作和保护功能。当PLC模块4接收到系统起励信号时，输出起励触发信号至起励回路7以执行起励操作，然后通过PLC内置的485总线接收前述ARM9信号处理模块3发送过来的发电机运行参数和IGBT驱动脉冲占空比α，当机端电压达到一定值时切断起励回路7并执行自动励磁调节，根据α的数值利用S7-200内置的高速脉冲计数器经高速脉冲串输出端口Q0.0输出PWM脉冲用于驱动IGBT功率单元5，通过控制IGBT元件导通-截止的时间达到调节发电机励磁电流的目的。当执行灭磁/发电机解列控制，或发生诸如控制脉冲消失等故障时，PLC控制模块4将封锁励磁回路并控制灭磁开关6和发电机出口断路器8以执行灭磁、跳闸等操作并发出报警信号。

在本实施例的基于ARM处理器和PLC的同步发电机微机励磁装置中，由ARM9信号处理模块3完成励磁调节所需参数的测量和运算，由PLC控制模块4独立完成驱动脉冲输出和励磁控制和保护操作，提高了系统的抗干扰能力，在测量或信号处理部分发生故障时，PLC控制模块4仍然能够按照既定方式输出驱动IGBT的PWM脉冲和控制信号以保持发电机的运行状态。

如附图4所示，所述的IGBT功率单元5包括励磁变压器51、不可控整流桥52、IGBT元件A 53、IGBT元件B 54、逻辑切换开关55和IGBT专用驱动电路56；所述的PLC控制模块4的高速脉冲串输出端与 IGBT专用驱动电路56的输入端相连接，IGBT专用驱动电路56的输出端与逻辑切换开关55的输入端相连接，逻辑切换开关55的控制端与PLC控制模块4的数字量输出端相连接，其输出端分别与IGBT元件A 53和IGBT元件B 54的控制端即IGBT元件的栅极相连接；PLC控制模块4输出的PWM脉冲经IGBT专用驱动电路56进行隔离和放大后，由逻辑切换开关55选择用于控制IGBT元件A 53或IGBT元件B 54的导通-截止，PWM脉冲的占空比α越大，则IGBT元件的导通时间越长；所述的励磁变压器51从发电机1的输电线端获取三相交流电，由不可控整流桥52进行整流、滤波变成直流电后，经IGBT元件A 53或IGBT元件B 54 输入发电机1的转子绕组12作为励磁电流I_L，IGBT元件的导通时间越长，则励磁电流越大I_L，因此，通过改变α即可改变励磁电流I_L，从而达到调节发电机的机端电压的目的。

在本实施例中，两个IGBT元件中的一个处于正常工作状态，另一个处于热备用状态，PLC控制模块4通过操作逻辑切换开关55控制PWM驱动脉冲的流向以切换IGBT元件的工作状态，从而延长IGBT元件的寿命和提高系统可靠性，两个IGBT元件的性能一致并安装在同一个热管散热器上，以保证切换时励磁电流不发生大的波动，在必要时也可将两个IGBT元件并联运行以提高励磁容量。

Claims

1. 一种基于ARM处理器和PLC的同步发电机微机励磁装置，包括与发电机（1）相连接的信号测量模块（2）、PLC控制模块（4）、IGBT功率单元（5）、灭磁开关（6）和起励回路（7）；其特征在于：还包括ARM9信号处理模块（3）；所述的信号测量模块（2）通过SPI总线与ARM9信号处理模块（3）双向连接；所述的ARM9信号处理模块（3）通过485总线与PLC控制模块（4）双向连接；所述的PLC控制模块（4）的输出端分别与IGBT功率单元（5）、灭磁开关（6）、起励回路（7）、发电机出口断路器（8）的控制端相连接；所述的IGBT功率单元（5）在PLC控制模块（4）的控制下输出励磁电流至发电机（1）的转子绕组（12）以调节发电机（1）的机端电压；所述的信号测量模块（2）对发电机（1）的参数进行同步交流采样后将采样数据输入到ARM9信号处理模块（3），ARM9信号处理模块（3）对采样数据进行运算后得出驱动IGBT功率单元（5）的PWM脉冲占空比α和发电机运行参数，并将运算结果输入PLC控制模块（4），PLC控制模块（4）根据占空比α输出相应的PWM脉冲和控制信号驱动IGBT功率单元（5）以调节励磁电流。

2. 根据权利要求1所述的基于ARM处理器和PLC的同步发电机微机励磁装置，其特征在于：所述的ARM9信号处理模块（3）以32位的ARM9嵌入式处理器（31）为主控CPU，所述的ARM9嵌入式处理器（31）设有运算处理各项数据的事务管理功能单元、外接触摸屏人机交互界面（32）的内置LCD控制器、数据/地址/控制信号总线、内置SPI串口和内置RS232串口；所述的数据/地址/控制信号总线通过以太网控制器（33）与上位机双向连接，同时通过CF卡接口（35）与CF卡双向连接；所述的内置SPI串口与信号测量模块（2）双向连接；所述的内置RS232串口通过485总线接口（34）与PLC控制模块（4）双向连接。

3. 根据权利要求1所述的基于ARM处理器和PLC的同步发电机微机励磁装置，其特征在于：所述的PLC控制模块（4）设有内置RS485串口、高速脉冲计数器、数字量输入单元和数字量输出单元；所述高速脉冲计数器的高速脉冲串输出端输出PWM脉冲驱动IGBT功率单元（5）以调节励磁电流，PWM脉冲的占空比α越大，IGBT功率单元（5）输出的励磁电流越大；所述的数字量输出单元输出控制信号至IGBT功率单元（5）、灭磁开关（6）、起励回路（7）、发电机出口断路器（8），以执行起励控制、灭磁开关分合、功率单元投切、发电机并网、发电机解列的励磁控制和保护动作。

4. 根据权利要求1所述的基于ARM处理器和PLC的同步发电机微机励磁装置，其特征在于：所述的IGBT功率单元（5）包括励磁变压器（51）、不可控整流桥（52）、IGBT元件A（53）、IGBT元件B（54）、逻辑切换开关（55）和IGBT专用驱动电路（56）； PLC控制模块（4）的高速脉冲串输出端与 IGBT专用驱动电路（56）的输入端相连接，IGBT专用驱动电路（56）的输出端与逻辑切换开关（55）的输入端相连接，逻辑切换开关（55）的控制端与PLC控制模块（4）的数字量输出端相连接，其输出端分别与IGBT元件A（53）和IGBT元件B（54）的控制端即IGBT元件的栅极相连接；PLC控制模块（4）输出的PWM脉冲经IGBT专用驱动电路（56）进行隔离和放大后，由逻辑切换开关（55）选择用于控制IGBT元件A（53）或IGBT元件B（54）的导通-截止，PWM脉冲的占空比α越大，则IGBT元件的导通时间越长；所述的励磁变压器（51）从发电机（1）的输电线端获取三相交流电，由不可控整流桥（52）进行整流、滤波变成直流电后，经IGBT元件A（53）或IGBT元件B（54）输入发电机（1）的转子绕组（12）作为励磁电流，IGBT元件的导通时间越长，则励磁电流越大。

5. 根据权利要求4所述的基于ARM处理器和PLC的同步发电机微机励磁装置，其特征在于：所述的IGBT元件A（53）、IGBT元件B（54）为相同型号的绝缘栅双极型晶体管，并安装在同一个热管散热器上。

6. 根据权利要求1所述的基于ARM处理器和PLC的同步发电机微机励磁装置，其特征在于：所述的信号测量模块（2）包括多通道同步A/D变换电路（28）、信号调理电路（27）以及分别与信号调理电路（27）相连接的机端电压互感器（21）、仪用电压互感器（22）、电网电压互感器（23）、输出电流互感器（24）、励磁电流传感器（25）和励磁电压传感器（26）；所述的机端电压互感器（21）、仪用电压互感器（22）、输出电流互感器（24）的一次侧与发电机（1）的输电线相连接；所述信号调理电路（27）的输出端与多通道同步A/D变换电路（28）的输入端相连接；所述的多通道同步A/D变换电路（28）通过SPI总线与ARM9信号处理模块（3）相连接。