北美地區(qū)的家庭住戶通常采用120V的單相交流電。普通住宅一般有四條電線接入：兩條相線，一條中性線，一條地線。兩根相線可以提供240 V的交流電壓，為大功率電器提供電力，如電爐和烘干機(jī)。然而，兩條電線與中性線之間的電壓都是120V，可以為家用電器提供電力。
然而，北美地區(qū)的發(fā)電廠通常在230 kV至500 kV的超高壓下傳輸三相電力。人們仔細(xì)觀察高壓電力線，就會(huì)發(fā)現(xiàn)有三條單獨(dú)的導(dǎo)線，每條導(dǎo)線承載著電流，還有一條中性線。三相電源的配電成本較低，因?yàn)槿嚯娫吹碾娋€直徑比與單相電源的電線直徑要細(xì)。此外，三相電在服務(wù)連接方面靈活性更高，可以為客戶提供常規(guī)的120V的電源，也可以提供208 V電源。通常工廠和大廈都接入了三相電力，因?yàn)樗峁┝嗽S多優(yōu)于單相供電的優(yōu)勢(shì)。
數(shù)據(jù)中心都使用三相電源，但一些人并不了解三相電源帶來(lái)的好處。以下介紹一下單相電源和三相電源之間的區(qū)別，并了解為什么三相電源不僅可以節(jié)約成本，而且可以幫助建設(shè)和運(yùn)營(yíng)更高效的數(shù)據(jù)中心。
采用單相電源存在的問題
運(yùn)行在60 Hz的常規(guī)的120 V單相電源不能提供高功率的電力。因?yàn)樵谶@個(gè)頻率下，交流電的正弦波每秒跨越零點(diǎn)120次。眾所周知，功率是以瓦特(W)為單位，瓦特是電壓(V)的乘積乘以電流的安培數(shù)(A)，也就是W = V×A.
當(dāng)任何一個(gè)電壓或電流都穿過零點(diǎn)時(shí)，其傳送的電力將降至零。實(shí)際上，瞬時(shí)下降到零并不會(huì)明顯影響電路中的設(shè)備運(yùn)行。但如果設(shè)備是電機(jī)，例如，其旋轉(zhuǎn)電樞的機(jī)械慣性"穿過"零點(diǎn)(這些零點(diǎn)交叉點(diǎn)相疊加，因此單相電源運(yùn)行的電機(jī)的工作壽命比采用三相電源設(shè)計(jì)的電機(jī)要短)。
同樣，如果負(fù)載設(shè)備是沒有運(yùn)動(dòng)部件的電子設(shè)備，則電源濾波器中的平滑電容器可以"緩沖"這些零點(diǎn)。另一方面，三相電源由三個(gè)互相相差120度的正弦波組成。這種形式的電源由具有三個(gè)獨(dú)立繞組的交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生，每個(gè)獨(dú)立繞組彼此相差120度。每個(gè)電流(相)承載在單獨(dú)的一條電線上。由于相位關(guān)系，施加到IT負(fù)載的電壓和電流都不會(huì)下降到零。這意味著給定電壓下的三相電源可以提供更多的功率，實(shí)際上是單相電源功率的1.73倍左右。
近年來(lái)，數(shù)據(jù)中心機(jī)架中配置的設(shè)備已經(jīng)增加。有的機(jī)架可能承載多達(dá)10臺(tái)耗電5 kW的服務(wù)器，功率密度顯著提高。如今，由于技術(shù)的進(jìn)步和設(shè)備小型化，一個(gè)機(jī)架將有可能容納四五十臺(tái)服務(wù)器，并且單個(gè)機(jī)架的耗電量超過15千瓦。
而單相電源提供的120 VAC為功率為15kW機(jī)架供電時(shí)，其電流將高達(dá)125A，這對(duì)于電纜有著更高的要求，需要采用直徑將近0.2英寸的AWG 4電纜，而這種情況很難處理，并且費(fèi)用昂貴。顯然，單相電源很難承載這種負(fù)載是的。然而，在三相系統(tǒng)中，每根電線只需要采用承載約42A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(yōu)勢(shì)
企業(yè)為數(shù)據(jù)中心選擇的電力系統(tǒng)可以帶來(lái)更高的效率和更好的經(jīng)濟(jì)效益。單相電源適用于住宅用戶。不過，數(shù)據(jù)中心需要考慮三相電源帶來(lái)的好處。這些好處包括：
可以根據(jù)需要通過三相電源進(jìn)行分配電源，可以運(yùn)行電壓為120 V和208V的設(shè)備，并匹配PDU運(yùn)行。
三相電源可以為采用120V的設(shè)備提供電源，并通過更換的PDU即可升級(jí)到208 V，用戶可以快速實(shí)施，沒有明顯的停機(jī)時(shí)間。
當(dāng)用戶將三相電源直接傳輸?shù)椒?wù)器機(jī)柜時(shí)，其電纜成本會(huì)顯著下降。
減少電工安裝交流電纜所需的工作量和安裝時(shí)間。
如果企業(yè)的未來(lái)的數(shù)據(jù)中心正在尋求采用三相電源，也需要對(duì)PDU如何適應(yīng)所需要的解決方案進(jìn)行一下了解。
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