柴油发动机是燃烧柴油来获取能量释放的发动机。它是由德国发明家鲁道夫•狄塞尔于1892年发明的，为了纪念这位发明家，柴油就是用他的姓Diesel来表示，而柴油发动机也称为狄塞尔发动机(Dieselengine)。柴油发动机功率大、经济性能好。

　　柴油机工作原理

　　柴油发电机的基本结构是由柴油机和发电机组成，柴油机作动力带动发电机发电。柴油机它由气缸、活塞、气缸盖、进气门、排气门、活塞销、连杆、曲轴、轴承和飞轮等构件构成。柴油发电机的柴油机一般是单缸或多缸四行程的柴油机，下面我只说说单缸四行程柴油机的工作基本原理：柴油机起动是通过人力或其它动力转动柴油机曲轴使活塞在顶部密闭的气缸中作上下往复运动。

　　活塞在运动中完成四个行程：进气行程、压缩行程、燃烧和作功(膨胀)行程及排气行程。当活塞由上向下运动时进气门打开，经空气滤清器过滤的新鲜空气进入气缸完成进气行程。活塞由下向上运动，进排气门都关闭，空气被压缩，温度和压力增高，完成压缩过程。活塞将要到达最顶点时，喷油器把经过滤的燃油以雾状喷入燃烧室中与高温高压的空气混合立即自行着火燃烧，形成的高压推动活塞向下作功，推动曲轴旋转，完成作功行程。上海翻译公司作功行程完了后，活塞由下向上移动，排气门打开排气，完成排气行程。每个行程曲轴旋转半圈。

　　　经若干工作循环后，柴油机在飞轮的惯性下逐渐加速进入工作。柴油机曲轴旋转便带动发电机转动发电，发电机有直流发电机和交流发电机。基本运作原理：柴油机驱动发电机运转，这是根本。将柴油的能量转化为电能。在柴油机汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为作功。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。

　　　将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用电磁感应原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。这里只描述发电机组最基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出，还需要一系列的柴油机和发电机控制、网页设计保护器件和回路。柴油发电机组的结构分析：一台普通型柴油发电机组主要由柴油机、发电机以及控制系统三部分组成，柴油机和发电机有两种连接方式，一为柔性连接，即用连轴器把两部分对接起来，二为刚性连接，用高强度螺栓将发电机钢性连接片和柴油机飞轮盘连接而成，目前市场上的柴油发电机组使用刚性连接的比较多一些，柴油机和发电机连接好之后安装在公共底架上，然后配上各种起保护作用的传感器，如水温传感器，通过这些传感器，直观地把柴油机的运行状态显示给操作员，而且有了这些传感器，就可以设定一个上限，当达到或超过这个限定值的时候控制系统会预先报警，这个时候如果操作员没有采取措施，控制系统会自动将机组停掉，柴油发电机组就是采取这种方式起自我保护作用的。

　　传感器起接收和反馈各种信息的作用，真正显示这些数据和执行保护功能的是柴油发电机组的控制系统，控制屏一般安装在发电机上，称为背包式控制屏，也有部分是独立一个屏放置在操作室内，称为分体式控制屏，控制屏通过电缆和发电机以及传感器连接，分别显示电参数和柴油机运行参数。此外,发电机组还有底盘、联轴器、散热器、燃油箱,有的还装设有消声器和外罩。

　　UPS电源是为安防监控系统提供动力的核心部分，是为安防监控系统提供持续、稳定、不间断电力供应的重要外部设备。目前，市场上供应的UPS电源设备种类繁多，输出功率也有所不同。UPS电源按工作模式可分为后备式、在线式两大类。按其输出波形又分为方波输出和正弦波输出两种。以下主要介绍了UPS电源的工作原理，以及如何配置安防监控系统的UPS电源。

　　备用电源是安防监控系统基本要素之一。缺少备用电源的系统则暗藏致命缺陷，不能投入实际应用当中，因为极可能在关键时刻贻误战机，抛锚停摆，整系统瘫痪，造成无可挽回的损失。

　　安防监控系统正常情况使用220伏市电，而在断电和市电被破坏的特殊情况下，还应正常工作一段时间，这就需要启用备用电源来维持这段时间监控系统的正常工作。备用电源有双路或多路供电、蓄电池组供电、发电机供电、UPS供电等等。但通常采用UPS不间断电源作为安防监控系统备用电源。

　　一、UPS(不间断电源)的工作原理

　　UPS电源由蓄电池、逆变器、充电器、稳压稳频器、转换开关组成。当市电正常输入时，UPS就将市电稳压后供给负载使用，同时对内置电池组充电，把能量储存在电池中;当市电中断(事故停电)或输入故障时，UPS立即将内置电池的能量转换，瞬间以220伏交流电继续供负载使用，使负载维持正常工作并保护负载软硬件不受损坏。UPS电源分为后备式、在线式、在线互动式三大类：

　　1、后备式UPS电源

　　在市电正常供电时，市电通过交流旁路通道经转换开关直接向负载提供电源，UPS电源内的逆变器处于停止工作状态，这时的UPS电源实质上相当于一台性能单一的市电稳压器。它除了对市电电压的幅度波动有所改善外，对电压的频率不稳、波形畸变以及从电网侵入的*等不良影响基本上没有任何改善。只有当市电供电中断或低于170伏时，蓄电池才立刻对逆变器供电，向负载提供稳压、稳频的方波交流电源。

　　2、在线式UPS电源

　　在市电正常供电时，它首先将市电交流电源经整流变成直流电源，然后进行脉宽调制、滤波、并将直流电源经逆变器重新转换成正弦波交流电源向负载供电，一旦市电中断，立即改由蓄电池提供的直流经逆变器、电脉宽调制、滤波，向负载提供正弦波交流电源。

　　因此，对在线式UPS而言，在正常情况下，无论有无市电，它都是由UPS电源的逆变器对负载供电，这样就避免了所有由市电电网电压波动及*而带来的影响。

　　显而易见，在线式UPS电源的供电质量明显优于后备式UPS电源，因为它可以实现对负载的稳频、稳压供电。而且在由市电转换到蓄电池供电时，其转换时间基本为零，真正给用户提供高质量稳压、稳频的纯净正弦波电源，从而提供符合安防监控系统需要的电源保护。

　　在线互动式UPS电源结合了后备式UPS和在线式UPS的许多优点，也是一种很不错的变换形式，但是由于它使用的是工频变压器，有笨重、体积大的问题存在。

　　二、如何配置安防监控系统中UPS电源

　　UPS是伴随计算机的诞生而出现后备电源。在安防监控系统中越来越多应用计算机技术，因此对电力供电质量提出越来越高的要求。UPS不但可全面改善供电质量，对整个系统乃至网络数据全面保护，还可保证市电断电和被人为破坏的特殊情况下，继续正常工作运转。由于安防监控系统对供电要求较高，所以一般会选择在线式(正弦波，市电要求)UPS电源。

　　给安防监控系统配备UPS电源时，首先应估算整个系统设备的用电功率，安全系数一般取1.2-1.5为宜，为供电系统留有充分的冗余量。其次根据系统要求延时供电时间，计算配置电池组。最后，还应注意使用环境，防潮通风，注重降温，延长平均无故障工作时间，提高系统的可靠性。UPS电源应设置在监控室，实行统一管理。当市电不正常时能及时为系统设备提供不间断电力供应，确保系统工作正常。

　　在传统的配电系统当中，数据中心的主进线先至配电柜(配电柜一般额定功率为50~500kW)，配电柜一般配有大型电力变压器用以转换电压或改善电力质量。然后，配电柜将主进线分配成一定数量的分支电路(一般额定功率为1.5~15kW)为IT设备配电。每台IT机柜使用一条或多条分支电路。IT机柜的布线通常要求使用硬管或软管，一般部署在高架地板之下。

　　在传统的配电系统推出之时数据中心内仅有数量非常少的大型IT设备。那时，除了对IT设备进行重要升级时执行计划宕机外，很少会对此进行变更。

　　面临的挑战

　　当下，数据中心用电方面已然发生了巨大变化，特别是面临着功率密度升高、独立IT设备数量不断增加、需要在现有IT设施部署的基础上添减设备等难题，而这些难题给传统的配电系统带来了很大的挑战。较之过去数据中心内寥寥数个大型IT设备，现代数据中心内可能装有上千台带有独立电源线的插接设备，这就需要更多的电源插座。

　　在数据中心生命周期内，机柜内的IT设备更换频繁，常常需要更改功率或在机柜处增减插座。由于功率需求的变化，处于运作中的数据中心时常要在不*附近IT负载的情况下添加电路。单位机柜功率密度显著提高，单位机柜内部的支电路数量也相应增多，大量电线导管充塞地板下的通风空间，会导致气流阻塞，也加大了更改布线的难度。分支电路断路器连接的IT设备数量常常远不只一台，这就很难估算分支电路尺寸或判断是否临界过载。现代数据中心普遍安装双路供电系统，必须确保所有电路负载均不超过50%.

　　然而，目前尚没有任何办法对其进行监控或规划。虽然人们已经普遍意识到了这些问题，市场上也出现了各种相应的产品，但由于仍使用了传统的配电架构，导致一些新建的数据中心处于以下窘境：数据中心操作员不得不带电更换电路(热作业);操作员无法判断哪些电路临界过载，或当一条电路断电时哪些电路可能过载;地板下的供冷空间被大量的缆线阻塞，减少了现代IT设备的通风量;配电柜的占地面积过大，对地板承重能力要求过高;由于没有足够的分支电路，配有大型变压器的配电柜无法得到充分利用;配有大型变压器的配电柜产生大量废热，必须对其制冷，导致数据中心效率降低。

　　优化配电架构以应对数据中心发展需求

　　优化目标

　　通过优化，可打造高效、可扩展、可重新配置的数据中心配电架构，其具备以下特征：可在运行的系统中安全新增或变更电路;无需在地板下敷设缆线;可对所有的电路功率进行监控;可远程监控所有断路器状态;可随时对IT区域或相关配电区域进行部署;IT机柜仅通过一根线缆满足所有功率需求;IT人员可自行更换使用IT机柜上的插座型号;可对每条支电路的容量及冗余进行管理;无需使用过量的铜线;效率高。

　　大型数据中心场景

　　对于较大的数据中心，在安装一组机柜时，小型的模块化配电柜也会被同时安装，并插接上方的母线槽。不同于传统断路器面板的导线线头事先未经过处理，模块化配电柜使用的是安装有预先端接防电击断路器模块的背板。模块化配电柜内起初并未安装分支电路模块。从模块化配电柜到IT机柜的电源电路均使用软线缆连接，这些线缆需在现场插接到模块化配电柜的正面，以满足每台机柜的不同需要。IT机柜的分支电路线缆为预先端接，同时配有可插接模块化配电柜防电击背板的断路器模块。对于需要使用专门分支电路的设备而言，例如大多数的刀片服务器，一根配电柜线缆内含有1～3个分支电路，这些线路直接插接刀片服务器，无需额外机柜级配电柜(比如配电盘)。当机柜内的设备进行混合部署时，可使用提供额定电流且可更换插座的机柜式配电柜。在该系统中，新增IT机柜行配备有配电柜以及所有配套分支电路电线、条形机柜插座，可在1h内安装完成，无需任何切线或端接操作。

　　小型数据中心场景

　　300kW以下的小型数据中心可采用简化架构，其组成元件及工作原理与大型数据中心相同。对于只允许使用一到两个配电柜的小型数据中心，用传统导管及电线将模块化配电柜直接连接至关键母线的方法往往更加经济。小型数据中心也可以采取一种更为简化的方案，即将模块化配电柜直接集成于UPS系统，构成一个可安放于IT房间并与IT机柜排成一行的紧凑部署方案。这样便可省去利用主母线布线环节，同时也无需额外准备电源安置空间。至于很小的数据中心或形状不规则的数据中心，采用小型模块化配电单元则极为适合。

　　改造、升级应用场景

　　现有数据中心的升级往往涉及许多个数据中心项目，扩容或安装高密度区域项目是其中最为普遍的。相比安装传统配电柜，模块化配电系统的安装过程要来得简单方便许多，尤其适用于这些改造项目。在为现有数据中心安装新的传统配电柜时会面临一连串挑战，而模块化配电系统却可将多数的挑战难题一并“解决”。随着数据中心的发展，模块化配电柜可与现有传统配电柜共处运行。在这些改造方案中，传统配电柜的安装常常受限于各种历史局限，不使用吊顶母线槽元件，每个配电柜均由传统管道及电线连接至主母线。模块化配电柜在升级传统数据中心时最重要的优势为：由于线缆均置于吊顶线缆槽之内，其安装不会加剧地板下气流阻塞现象。

　　配电监控

　　在数据中心配电系统中，可能有数以百计的断路器处于负载状态。而经过优化的配电系统采用更高容量的机柜供电，其断路器数量较之一般系统减少20%～40%.即使这样，系统中仍存在诸多电路，这些电路可分为4个级别：UPS主母线、配电柜输入、分支电路、插座。模块化配电系统采用内置电流及能源监控，可对各个级别的每条线路做到了如指掌。除此之外，配电柜的分支电路断路器也处于监控之中，以便实时掌握其工作状态。所有监控均通过简单网络管理协议(SNMP)公开标准协议进行通讯。容量管理软件可对系统中每条电路实施监控，增强安全系数，验证冗余并对现有容量进行确认。