摘要：空管数据中心的供配电系统为了保持良好的持续供电能力，会为数据中心的关键用电设备预备备用电源，柴油发电机是数据中心供配电系统中的重要应急备用电源，一旦空管数据中心发生供电中断问题，可以及时启用备用电源，维持用电设备的正常运行，保证数据中心用电设备的稳定、安全运行，保证航班的全天候监控管理与飞机安全航行。本文对数据中心的柴油机发电机组运行可靠性进行分析，为数据中心的稳定运行提供有力支撑。
关键字：民航空管；柴油发电机；可靠性
一、民航空管数据中心及其供配电系统
民航空管通过通信、导航技术和监控手段对民用飞机的飞行活动进行管理与监控，为飞机的安全有序飞行提供指导。空管的供配电系统负责向飞机通信、导航、监控等保障航班飞行安全的一类设备供电。随着社会经济的快速发展，空管局也迎来喷薄发展的时代，航班数量日益增加，各类用电设施设备大量增加，传统的大型主机式数据存储与处理模式已经不再适用[1]。云计算与云存储技术的兴起，为大数据的存储与计算带来了技术与物力上的变革，民航空管数据中心建设工作开始大量展开。
民航空管数据中心由服务器、网络安全设备、传输设备、交换机、机柜、空调、照明等基础设备设施构成，这些设备设施的运行都是以电力能源为基础，因此数据中心的供配电系统需要提供高度可靠的电力供应，保证数据中心用电设备的稳定、安全运行，尽可能避免因供电中断而导致数据中心瘫痪的问题[2]。尤其在空管的供电系统中，应保证空管供电持续无中断，最大可能地减少供电中断带来的飞机安全与有序飞行问题。
民航空管数据中心的供配电系统为了保持良好的持续供电能力，会为数据中心的关键用电设备预备备用电源，一旦数据中心发生供电中断问题，可以及时启用备用电源，维持用电设备的正常运行，与故障检修的供配电系统实现无缝对接。通常数据中心所采用的应急备用电源方案包括不间断电源（UPS，Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply）与柴油发电机组两种，UPS主要是通过备用电池组供电，由于电池组的电力能源有限，且其整流逆变的工作原理会产生大量的谐波，一般只作为短时供断电时的备用电源方案。柴油发电机组通过燃烧柴油燃料将热能转化为电能，其成本较低，一般用于长时间断电时的后备保证[3]。通常来说，如果数据中心发生供电中断故障，UPS与柴油发电机组会协同工作提供供电后备支持。UPS可以在ms级时间范围内起启动，因此一旦用电设备发生供电中断，UPS及时启动供电，满足用电设备，尤其是电子信息设备的电力使用需求。柴油发电机组需要经过进气、压缩、膨胀、排气等起动过程，需要一定的起动时间，因此柴油发电机组需要适时起动，当UPS的电池组电力不足时，跟进后续的用电设备供电[4]。
二、柴油发电机的可靠性分析
民航空管数据中心以柴油发电机组为重要的应急备用电源，当数据中心发生用电故障时，及时启用柴油发电机组发电，确保用电设备供电不中断，是供配电系统与数据中心稳定性的重要保证，因此柴油发电机组随时、实时投入使用、正常运转是数据中心供电系统的必要条件。
（1）柴油的储量与质量
柴油发电机组工作可靠性的最主要影响因素之一就是柴油发电机组中柴油的储存与供应。由于数据中心的柴油发电机运行频率较低，如果发生断电故障柴油发电机组需要适时燃烧燃料，如果柴油储量不足，将难以支撑长时间的备用供电，如果数据中心无法在燃料燃尽时恢复供电，会导致数据中心所有用电设备瘫痪，无法支撑数据中心提供的基础平台服务与增值服务，给数据中心带来极大的经济损失。此外，柴油发电机组中柴油的质量对机组运行的可靠性也有着至关重要的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于柴油发电机的使用频率较低，柴油发电机组中的柴油存储时间会比较长，柴油由于长时间与空气接触，会掺杂空气中的杂质、水分、微生物等，会导致柴油的存储品质下降。柴油发电机组运行时，这些粗颗粒物杂质会进入到柴油发电机组的气缸中，增加气缸中零部件磨蚀与损坏的机率，易引发柴油发电机组出现故障，乃至缩短柴油发电机组的使用寿命。
（2）柴油发电机的起动性能
柴油发电机组本身没有自行起动能力，是在外力的作用下促使静止的活塞开始运动，从而柴油发电机组获得第一个工作循环的条件，推动静止的柴油发电机组转动起来。柴油发电机组的起动过程包括了进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程，实现将热能转化为机械能，使得柴油发电机组可后续自行运转的过程。要想使得柴油发电机组正常起动、自行运转，既需要保证油粒喷雾能够准确的喷射进气缸燃烧室中，有需要保证活塞在压缩到上止点之后，气缸中的温度能够达到柴油的自燃温度，使得喷射出的柴油喷雾接触到高温高压的环境时自发燃烧[5]。以上这两个需求的先决条件，柴油发电机组在起动时达到足够高的转速，且气缸中高温高压的环境达到柴油的自燃温度。柴油发电机组的起动，从气缸进气，到柴油自燃，到活塞带动曲轴旋转，到柴油发电机组稳定持续工作，这一过程的性能受到环境温度、压缩比、起动转速等等因素的影响，良好的起动性能可以缩短柴油发电机组的起动时间，提高柴油发电机组运行的可靠性，也可以使得柴油发电机组在更加复杂恶劣的环境下正常起动正常工作，扩大柴油发电机组的应用场景与应用范围。
（3）维护与检修
由于柴油发电机的使用频率较低，通常在数据中心维护与检修的时候会忽视对柴油发电机的检修，例如某互联网数据中心的柴油发电机组时隔半年才启动一次，如果启动成功则不再对其进行维护保养。现阶段柴油发电机的维护与检修频率过于低下，尽管其使用频率不高，但是一旦由于未能及时检修而导致在用电设备供电中断时柴油发电机组无法正常工作，就会带来不可估量的经济损失。因此，在数据中心机电系统的日常维护与检修过程中，需要提高柴油发电机组的维护与检修频率，定期对柴油发电机组进行保养，以保证其在故障突发时能真正起到应急的作用。
三、结论
柴油发电机组是一种通过在机器气缸内部燃烧柴油，将热能转化为电能的机械装置，其他的机械装置相比，柴油发电机的热转换效率高、使用寿命长、功率密度大、易操作且成本低廉，通常作为应急备用电源，在民航空管数据中心的供配电系统中广泛应用。本文从柴油的储量与质量、柴油发电机的起动性能、柴油发电机的检修与维护等方面出发，探讨这些因素对柴油发电机运行可靠性的影响，对空管数据中心的供电稳定性具有一定的积极意义。
参考文献
[1]李文龙. 零线故障对供电系统的影响[J]. 电子世界,2014,(02):28 -29.
[2]都治强. 数据中心柴油系统与柴油发电机可靠性[J]. 智能建筑电气技术,2011,(05):34-36.
[3]刘宝华. 空管供电系统工程安装调试浅析[J]. 科技资讯,2014, (03):164+166.
[4]李兴林. 数据中心柴油发电机系统的设计[J]. 电气应用,2013, (03):15.
[5]王玉卿,王振声,王莉. 大型数据中心低压柴油发电机组配电系统短路电流计算[J]. 智能建筑电气技术,2007,(01):24-27.
作者简介
姓名：王红鹰 （出生年月：1967-），性别：男，职称：初级，籍贯：成都，主要从事电力供配电，单位：中国民用航空西南地区空中交通管理局，邮编：610202。
论文作者:王红鹰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/1
标签：数据中心论文; 柴油论文; 柴油发电机组论文; 发电机论文; 设备论文; 空管论文; 民航论文; 《电力设备》2017年第11期论文;