數據中心建置三相電源和單相電源的應用區別

數據中心建置都使用三相電源,但一些人並不瞭解三相電源帶來的好處。以下介紹一下單相電源和三相電源之間的區別,並瞭解爲什麼三相電源不僅可以節約成本,而且可以幫助建設和運營更高效的數據中心。

採用單相電源存在的問題
運行在60 Hz的常規的120 V單相電源不能提供高功率的電力。因爲在這個頻率下,交流電的正弦波每秒跨越零點120次。衆所周知,功率是以瓦特(W)爲單位,瓦特是電壓(V)的乘積乘以電流的安培數(A),也就是W = V×。
當任何一個電壓或電流都穿過零點時,其傳送的電力將降至零。實際上,瞬時下降到零並不會明顯影響電路中的設備運行。但如果設備是電機,例如,其旋轉電樞的機械慣性”穿過“零點(這些零點交叉點相疊加,因此單相電源運行的電機的工作壽命比採用三相電源設計的電機要短)。
同樣,如果負載設備是沒有運動部件的電子設備,則電源濾波器中的平滑電容器可以“緩衝”這些零點。另一方面,三相電源由三個互相相差120度的正弦波組成。這種形式的電源由具有三個獨立繞組的交流發電機產生,每個獨立繞組彼此相差120度。每個電流(相)承載在單獨的一條電線上。由於相位關係,施加到它負載的電壓和電流都不會下降到零。這意味着給定電壓下的三相電源可以提供更多的功率,實際上是單相電源功率的1.73倍左右。
近年來,數據中心機架中配置的設備已經增加。有的機架可能承載多達10臺耗電5千瓦的服務器、功率密度顯著提高。如今,由於技術的進步和設備小型化,一個機架將有可能容納四五十臺服務器,並且單個機架的耗電量超千過15瓦。
而單相電源提供的120年休假爲功率爲15千瓦機架供電時,其電流將高達125,這對於電纜有着更高的要求,需要採用直徑將英近0.2寸的AWG 4電纜,而這種情況很難處理,並且費用昂貴顯。然,單相電源很難承載這種負載是的。然而,在三相系統中,每根電線只需要採用承載約42個電流的0.09英寸直徑的AWG 11電纜即可。
三相電源具有更多的優勢
企業爲數據中心選擇的電力系統可以帶來更高的效率和更好的經濟效益。單相電源適用於住宅用戶。不過,數據中心需要考慮三相電源帶來的好處。這些好處包括:
可以根據需要通過三相電源進行分配電源,可以運行電壓爲120 V和208 V的設備,並匹配PDU運行。
三相電源可以爲採用120 V的設備提供電源,並通過更換的PDU即可升級到208 V,用戶可以快速實施,沒有明顯的停機時間。
當用戶將三相電源直接傳輸到服務器機櫃時,其電纜成本會顯著下降。
減少電工安裝交流電纜所需的工作量和安裝時間。
如果企業的未來的數據中心正在尋求採用三相電源,也需要對PDU如何適應所需要的解決方案進行一下了解。