電力系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心正常運轉(zhuǎn)的電力之源，當(dāng)外部市電供電出現(xiàn)故障時，則第一時間需要利用柴油發(fā)電機(jī)作為后備電源，對數(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，則相應(yīng)的對備用柴油發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量要求越來越大、臺數(shù)越來越多，電壓等級越來越高，因此對基礎(chǔ)設(shè)施運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)電原理是通過其他輔助動力帶動柴油發(fā)電機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動，使活塞在密閉氣缸的頂部作上下往返運動。當(dāng)活塞由上向下運動時，氣缸進(jìn)氣門打開，室外空氣由空濾裝置過濾后進(jìn)入氣缸，完成進(jìn)氣行程。當(dāng)活塞由下向上運動，氣缸進(jìn)排氣門關(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，經(jīng)過油濾裝置過濾后的燃油經(jīng)高壓噴油嘴霧化噴射，與高溫高壓的空氣混合劇烈燃燒，此時氣體體積迅速膨脹，推動活塞向下做功。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經(jīng)過連桿變成了推動曲軸轉(zhuǎn)動的力量，從而帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，完成做功行程。做功行程完成之后，活塞由下向上移動，氣缸排氣門打開排氣，完成排氣行程。每個行程曲軸旋轉(zhuǎn)半圈，經(jīng)過若干個工作循環(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中切割磁力線，由電磁感應(yīng)原理可知，發(fā)電機(jī)就會輸出感應(yīng)電動勢，經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。

三、發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)

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

其中勵磁系統(tǒng)對發(fā)電機(jī)本身的安全穩(wěn)定運行提供了重要作用：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)無功功率輸出；3）提高發(fā)電機(jī)并機(jī)運行的靜態(tài)穩(wěn)定性和暫態(tài)穩(wěn)定性；4）根據(jù)發(fā)電機(jī)運行工況實現(xiàn)最大勵磁和最小勵磁限制；5）當(dāng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)故障時，自主進(jìn)行滅磁操作以減少故障損失程度。