電力系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心正常運(yùn)轉(zhuǎn)的電力之源，當(dāng)外部市電供電出現(xiàn)故障時(shí)，則第一時(shí)間需要利用柴油發(fā)電機(jī)作為后備電源，對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行持續(xù)安全可靠地供電。隨著數(shù)據(jù)中心電力需求的不斷增長(zhǎng)，則相應(yīng)的對(duì)備用柴油發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量要求越來(lái)越大、臺(tái)數(shù)越來(lái)越多，電壓等級(jí)越來(lái)越高，因此對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維工作者也提出了更高的要求，所以很有必要了解發(fā)電機(jī)組的基本結(jié)構(gòu)及工作特性。

一、柴油機(jī)系統(tǒng)

柴油發(fā)電機(jī)是將柴油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能，再由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)械設(shè)備，其發(fā)電原理是通過(guò)其他輔助動(dòng)力帶動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使活塞在密閉氣缸的頂部作上下往返運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞由上向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，室外空氣由空濾裝置過(guò)濾后進(jìn)入氣缸，完成進(jìn)氣行程。當(dāng)活塞由下向上運(yùn)動(dòng)，氣缸進(jìn)排氣門(mén)關(guān)閉，在活塞上行的擠壓下，氣體體積因迅速被壓縮，導(dǎo)致氣缸內(nèi)的溫度迅速上升，完成壓縮行程。當(dāng)活塞達(dá)到最頂端時(shí)，經(jīng)過(guò)油濾裝置過(guò)濾后的燃油經(jīng)高壓噴油嘴霧化噴射，與高溫高壓的空氣混合劇烈燃燒，此時(shí)氣體體積迅速膨脹，推動(dòng)活塞向下做功。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經(jīng)過(guò)連桿變成了推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的力量，從而帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，完成做功行程。做功行程完成之后，活塞由下向上移動(dòng)，氣缸排氣門(mén)打開(kāi)排氣，完成排氣行程。每個(gè)行程曲軸旋轉(zhuǎn)半圈，經(jīng)過(guò)若干個(gè)工作循環(huán)后，柴油機(jī)組在飛輪的慣性下逐漸加速旋轉(zhuǎn)工作。

二、同步交發(fā)電機(jī)系統(tǒng)

上述過(guò)程中進(jìn)行的是化學(xué)能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，那么機(jī)械能又是如何轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪?？結(jié)構(gòu)上，同步交流發(fā)電機(jī)與柴油發(fā)電機(jī)曲軸同軸安裝，利用柴油發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，由于發(fā)電機(jī)的磁極鐵芯存在剩磁，所以電樞線圈在磁場(chǎng)中切割磁力線，由電磁感應(yīng)原理可知，發(fā)電機(jī)就會(huì)輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。

三、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)

眾所周知，同步發(fā)電機(jī)需要直流電流勵(lì)磁。供給同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的電源及其附屬設(shè)備統(tǒng)稱為勵(lì)磁系統(tǒng)，一般由勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器兩個(gè)部分組成。勵(lì)磁功率單元向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供勵(lì)磁電流，而勵(lì)磁調(diào)節(jié)器則根據(jù)輸入信號(hào)和給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制勵(lì)磁功率單元的輸出。

其中勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)本身的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了重要作用：1）根據(jù)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)下游負(fù)載的變化相應(yīng)的調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，以維持發(fā)電機(jī)輸出端電壓；2）控制并機(jī)系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)無(wú)功功率輸出；3）提高發(fā)電機(jī)并機(jī)運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性和暫態(tài)穩(wěn)定性；4）根據(jù)發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況實(shí)現(xiàn)最大勵(lì)磁和最小勵(lì)磁限制；5）當(dāng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，自主進(jìn)行滅磁操作以減少故障損失程度。