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数据中心电气工程师必知必会| **期，电源篇 科汇科技-四川 突破 官方授权分销代理商
数据中心基础设施的管理涉及到电气、暖通等多个专业的配合。《数据中心基础设施工程师必知必会》系列文章从各专业的基础知识出发，旨在帮助从事数据中心基础设施方面的工程师对各专业的基础知识与基本概念有一个清晰的了解与认识，希望对于想快速全面了解数据中心各专业领域的人士有所帮助。
本篇文章是本系列的**篇文章，通过这篇文章您将会了解到以下概念：
1.准确描述kVA与kW之间的差异，以及单相电路和三相电路之间的差异，同时可以描述出这些电路和其他元件是如何协同工作以提供电力给机架的。
2.文章还介绍了一部分术语来描述客户在陈述他们的技术需求时的意思。
1. kVA和 kW
1.1 概念和区别
kVA和kW都是数据中心行业中主要的功率计量单位。它们有时可以互换使用，尽管两者之间有细微的差别，必须加以考虑。**项，kVA，具体指千伏安，被称为“视在功率”。第二种，kW，具体是指千瓦，被称为“有功功率”。第三个术语kVAR也用于描述这些术语，它指的是kVA和kW之间的差异;它被称为“无功功率”。
注意，在直流(DC)电路中，kVA等于kW，因为在传输过程中电流和电压不会脱离相位。然而，“有功功率-kW”和“视在功率-kVA”在交流(AC)电路中有所不同——这是目前大多数数据中心采用的是交流方案的特点。
功率因数超前或滞后，取决于负载改变电流相位与电压相位的方式。在交流电路中，电压和电流相位不同，导致基于功率因数的kW和kVA的差异。
1.2 数学关系
kVA、kW与功率因数cosΦ的数学关系为
kW = kVA * 功率因数cosΦ
kVA = kW/功率因数cosΦ
功率因数cosΦ= kW/kVA
1.3 区别描述
我们可以用一个**形象的例子来描述kVA和kW之间的区别:
2.220伏和380伏三相电源
2.1 使用情况
要理解电力是如何配送到数据中心的，首先需要理解单相电源和三相电源之间的区别。我国相电压是220V，线电压是380V。在三相交流电中A相、B相、C相，各相线之间的电压成为线电压，线电压为380V，也称为工业用电电压。另外在三相交流电中ABC相中的任一相与N线（中性线）或零线见的电压，成为相电压，相电压为220V。大多数居民用电（家庭用电）都是单相供电。
大多数商业企业都采用三相电源，由三个交流电压组成，电压之间的相位差为120度，即三分之一周期。这些系统通过三根热线提供电力，其中**两根热线的电压为380伏。
2.2 相位分析
另一种看待三相电源的方法是将三个单相电路组合在一起，这样在**时刻的负载都是相同的，如上面的波形图所示。
2.3 三相电源优势
由于负载是恒定的，三相电源是大型电机和重负荷(如服务器)的理想电源，因为它不需要启动电容器。三相配电也是理想的，因为220伏，380伏，和三相电路都可以从同一四线制中取出。此外，三相允许更少的电线（意味着更少的铜和更低的电压）来传输和单相相同的电力。这使它成为一个更便宜和安全的数据中心的选择。
2.4 三相电源数据中心的优势：
企业为数据中心选择的电力系统可以带来更高的效率和更好的经济效益。单相电源适用于住宅用户。不过，数据中心需要考虑三相电源带来的好处。这些好处包括：
1、可以根据需要通过三相电源进行分配电源，可以运行电压为220 V和380V的设备，并匹配PDU运行；
2、三相电源可以为采用220V的设备提供电源，并通过更换PDU即可升级到380 V，用户可以快速实施，没有明显的停机时间；
3、当用户将三相电源直接传输到服务器机柜时，其电缆成本会显著下降；
4、减少电工安装交流电缆所需的工作量和安装时间。
如果企业的未来的数据中心正在寻求采用三相电源，也需要对PDU如何适应所需要的解决方案进行一下了解。
2.5 相关计算
220伏=单相负载+地线
380伏=两相负载+地线
三相380伏=三相负载+地线
那些积*计算三相电路负载的人知道，这个方程需要1.73的乘数。例如，一个30安培380伏三相电路的输出负载计算为:30 x 380 x 1.73 = 19722瓦。但是这个1.73的乘数是怎么来的呢?答案是，这是由于两相之间的电压等于1.732倍的相电压等于中性电压。它的值可以通过所谓的“向量分析”得到，即2cos30 = 1.732。然而，这个简单的等式对你来说应该很容易理解:
220伏(单相)x 1.73 = 380伏(两相)
3.单三相工业连接器类型
3.1 针脚类型：
工业连接器的插针/针脚形式有三种。每个针脚都有明确的标识*性。
2P+E：L，N，PE
3P+E：L1，L2，L3，PE
4P+E：L1，L2，L3，N，PE
3.2 颜色区分：
由于工业连接器应用的场合众多，使用情况也千差万别，为了便于选型和统一标准，国际电工委员会（IEC）出具相应的标准和规范。
3.2.1蓝色插头
蓝色插头通常对应200-250V电压等级，在我国通常对应为单相电源连接器。
3.2.2红色插头
红色插头通常对应380-415V电压等级，在我国通常对应为三相电源连接器。
3.3 单相/三相工业连接器在数据中心末端配电领域的应用实例
IT解决方案
PDU:
标准型PDU：安推PDU
Meter-PDU、热插拔模块PDU
表计型PDU:L COM PDU、L NET PDU
智能型PDU：L NET Smart PDU、L TX6 Smart PDU
特殊型PDU：L 通用定制PDU、L 专用定制PDU
智能母线：
M系列（交流大母线）：MLV动力配电母线槽LVC/LVAGBS540
G系列（交、直流小母线）:GD滑轨式机柜直流母线槽GBS540、G滑轨式机柜交流母线槽GBS540
Q系列（交、直流快灵小母线）：QD直列式机柜直流母线槽、Q直列式机柜交流母线槽
微模块：
SMDC标准型（Stand）、AMDC仓储式（All-in-one）、RMDC装配式（Room）、CMDC集装箱式（Container）、智能机柜ST-ZL、精密列头柜ST-XL
连接器：
服务器自锁电源线、工业连接器及工业插头、充电枪、充电桩
品牌：
突破电气TOP
解决方案：
数据中心解决方案、轨道交解决方案、弹性配电解决方案、
应用场景：
FAQs：PDU是什么？PDU使用场景有哪些？PDU技术支持与客户服务有哪些？智能PDU主要功能与作用是什么？智能PDU分类有哪些？PDU内连线电气结构是怎样的？PDU常见插孔有哪些？PDU基本功能辅件有哪些？PDU基本组成部件有哪些？PDU选型要确定哪些基本参数？什么是母线系统？什么是机房小母线？母线的分类划分？母线的功能和结构差异是什么？机房母线系统的要求？突破智能母线产品符合哪些技术标准？突破电气作为智能电源分配设备（PDE）生产商具备哪些品质体系认证？关于产品知识产权，突破智能母线是否具备自主专利？为什么选择突破智能母线？突破智能母线产品具备哪些认证？什么是智能小母线系统？智能小母线系统和大母线有什么区别？滑轨式母线和传统母线系统的优缺点？TOPLINE-G智能母线系统结构特点？母线系统的组成有哪些特点？母线系统的组成有哪些部分？TOPLINE-G母线的电流等级？TOPLINE-G母线的外形尺寸？TOPLINE-G母线的卖点？柔性触指的特点？柔性触指应用在TOPLINE-G母线系统中的哪个部位？柔性触指的铍铜有什么优点？导体触头的好处？TOPLINE-G母线槽系统能否用于直流系统?母线的导体电流密度大还是小好?数据中心项目母线系统出方案需要了解哪些参数指标?母线方案和报价问题、TOPLINE-G母线标书的控标项、母线方案的交付与执行?母线的长度，1.5米， 2米，2.5米，3米， 能否定制6米或能否接受其他**用长度定制?温升检测，温升监测点如何分布，是否有智能监测管理系统(电能监测及母线温升监测) ?插接箱支持1路2路3路输出，16A/32A/63A输出，能否支持380V或者63A输出或者更多路、独立安全隔离屏蔽通信通道，如何进行的安全隔离?单、双倍载流N*铜排?舟线能不能装隔离变压器?智能监测方案是怎样的，否支持无线访问，是否支持并入动环,方案如何实施，单独一个插接箱-个监测点通过安装吊架的尺寸，可以按需定制还是根据母线长度,多长-个吊架，机房配置两路母线，可以同时使用一个吊架还智能表位于插接箱或始端箱位置高，不利于查看怎么解决?插接箱是分控开关配置，- 路-控,否可以加一个总控。比如一个总控,三个分控断路器?母线方案和列头柜方案投入对比，有没有具体参考数据的一个对比，目前相较于列头柜方案的优势建议细化交流?插接箱体偏大?壳体接地问题?箱体后面挂钩的作用?颜色是否可定制? .样品是单路输出如果三路输出箱体尺寸的变化(横向变化)、母线对机房高度的要求，多高的机房可以做母线方案?插接箱的间距是多少?如果插接箱上不用工业连接器用线缆的话插接箱的尺寸是否有变化?母线是否可水平安装?母线和电缆供电方式的区别、常用机房母线的结构形式及特点?什么是自锁电源线?自锁电源线有哪些国内外认证?自锁电源线有哪些自主专利?自锁电源线有哪些产品型号?自锁电源线的面价?自锁电源线的技术规格?自锁电源线的**拉力?自锁电源线提供几年质保?
更多型号和解决方案请咨询：
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24小时咨询热线：180 8195 0517（微信同号）
本篇文章是本系列的**篇文章，通过这篇文章您将会了解到以下概念：
1.准确描述kVA与kW之间的差异，以及单相电路和三相电路之间的差异，同时可以描述出这些电路和其他元件是如何协同工作以提供电力给机架的。
2.文章还介绍了一部分术语来描述客户在陈述他们的技术需求时的意思。
1. kVA和 kW
1.1 概念和区别
kVA和kW都是数据中心行业中主要的功率计量单位。它们有时可以互换使用，尽管两者之间有细微的差别，必须加以考虑。**项，kVA，具体指千伏安，被称为“视在功率”。第二种，kW，具体是指千瓦，被称为“有功功率”。第三个术语kVAR也用于描述这些术语，它指的是kVA和kW之间的差异;它被称为“无功功率”。
注意，在直流(DC)电路中，kVA等于kW，因为在传输过程中电流和电压不会脱离相位。然而，“有功功率-kW”和“视在功率-kVA”在交流(AC)电路中有所不同——这是目前大多数数据中心采用的是交流方案的特点。
功率因数超前或滞后，取决于负载改变电流相位与电压相位的方式。在交流电路中，电压和电流相位不同，导致基于功率因数的kW和kVA的差异。
1.2 数学关系
kVA、kW与功率因数cosΦ的数学关系为
kW = kVA * 功率因数cosΦ
kVA = kW/功率因数cosΦ
功率因数cosΦ= kW/kVA
1.3 区别描述
我们可以用一个**形象的例子来描述kVA和kW之间的区别:
图1：kW、kVAR、kVA的关系
2.220伏和380伏三相电源
2.1 使用情况
要理解电力是如何配送到数据中心的，首先需要理解单相电源和三相电源之间的区别。我国相电压是220V，线电压是380V。在三相交流电中A相、B相、C相，各相线之间的电压成为线电压，线电压为380V，也称为工业用电电压。另外在三相交流电中ABC相中的任一相与N线（中性线）或零线见的电压，成为相电压，相电压为220V。大多数居民用电（家庭用电）都是单相供电。
大多数商业企业都采用三相电源，由三个交流电压组成，电压之间的相位差为120度，即三分之一周期。这些系统通过三根热线提供电力，其中**两根热线的电压为380伏。
2.2 相位分析
图2:三相波形图
2.3 三相电源优势
由于负载是恒定的，三相电源是大型电机和重负荷(如服务器)的理想电源，因为它不需要启动电容器。三相配电也是理想的，因为220伏，380伏，和三相电路都可以从同一四线制中取出。此外，三相允许更少的电线（意味着更少的铜和更低的电压）来传输和单相相同的电力。这使它成为一个更便宜和安全的数据中心的选择。
2.4 三相电源数据中心的优势：
企业为数据中心选择的电力系统可以带来更高的效率和更好的经济效益。单相电源适用于住宅用户。不过，数据中心需要考虑三相电源带来的好处。这些好处包括：
1、可以根据需要通过三相电源进行分配电源，可以运行电压为220 V和380V的设备，并匹配PDU运行；
2、三相电源可以为采用220V的设备提供电源，并通过更换PDU即可升级到380 V，用户可以快速实施，没有明显的停机时间；
3、当用户将三相电源直接传输到服务器机柜时，其电缆成本会显著下降；
4、减少电工安装交流电缆所需的工作量和安装时间。
如果企业的未来的数据中心正在寻求采用三相电源，也需要对PDU如何适应所需要的解决方案进行一下了解。
2.5 相关计算
220伏=单相负载+地线
380伏=两相负载+地线
三相380伏=三相负载+地线
那些积*计算三相电路负载的人知道，这个方程需要1.73的乘数。例如，一个30安培380伏三相电路的输出负载计算为:30 x 380 x 1.73 = 19722瓦。但是这个1.73的乘数是怎么来的呢?答案是，这是由于两相之间的电压等于1.732倍的相电压等于中性电压。它的值可以通过所谓的“向量分析”得到，即2cos30 = 1.732。然而，这个简单的等式对你来说应该很容易理解:
220伏(单相)x 1.73 = 380伏(两相)
3.单三相工业连接器类型
3.1 针脚类型：
工业连接器的插针/针脚形式有三种。每个针脚都有明确的标识*性。
2P+E：L，N，PE
3P+E：L1，L2，L3，PE
4P+E：L1，L2，L3，N，PE
图3:插头针脚图
3.2 颜色区分：
由于工业连接器应用的场合众多，使用情况也千差万别，为了便于选型和统一标准，国际电工委员会（IEC）出具相应的标准和规范。
3.2.1蓝色插头
蓝色插头通常对应200-250V电压等级，在我国通常对应为单相电源连接器。
图4：SCAME蓝色常用插头示例
3.2.2红色插头
红色插头通常对应380-415V电压等级，在我国通常对应为三相电源连接器。
图5：SCAME红色常用插头示例
3.3 单相/三相工业连接器在数据中心末端配电领域的应用实例
IT解决方案
PDU:
标准型PDU：安推PDU
Meter-PDU、热插拔模块PDU
表计型PDU:L COM PDU、L NET PDU
智能型PDU：L NET Smart PDU、L TX6 Smart PDU
特殊型PDU：L 通用定制PDU、L 专用定制PDU
智能母线：
M系列（交流大母线）：MLV动力配电母线槽LVC/LVAGBS540
G系列（交、直流小母线）:GD滑轨式机柜直流母线槽GBS540、G滑轨式机柜交流母线槽GBS540
Q系列（交、直流快灵小母线）：QD直列式机柜直流母线槽、Q直列式机柜交流母线槽
微模块：
SMDC标准型（Stand）、AMDC仓储式（All-in-one）、RMDC装配式（Room）、CMDC集装箱式（Container）、智能机柜ST-ZL、精密列头柜ST-XL
连接器：
服务器自锁电源线、工业连接器及工业插头、充电枪、充电桩
品牌：
突破电气TOP
解决方案：
数据中心解决方案、轨道交解决方案、弹性配电解决方案、
应用场景：
FAQs：PDU是什么？PDU使用场景有哪些？PDU技术支持与客户服务有哪些？智能PDU主要功能与作用是什么？智能PDU分类有哪些？PDU内连线电气结构是怎样的？PDU常见插孔有哪些？PDU基本功能辅件有哪些？PDU基本组成部件有哪些？PDU选型要确定哪些基本参数？什么是母线系统？什么是机房小母线？母线的分类划分？母线的功能和结构差异是什么？机房母线系统的要求？突破智能母线产品符合哪些技术标准？突破电气作为智能电源分配设备（PDE）生产商具备哪些品质体系认证？关于产品知识产权，突破智能母线是否具备自主专利？为什么选择突破智能母线？突破智能母线产品具备哪些认证？什么是智能小母线系统？智能小母线系统和大母线有什么区别？滑轨式母线和传统母线系统的优缺点？TOPLINE-G智能母线系统结构特点？母线系统的组成有哪些特点？母线系统的组成有哪些部分？TOPLINE-G母线的电流等级？TOPLINE-G母线的外形尺寸？TOPLINE-G母线的卖点？柔性触指的特点？柔性触指应用在TOPLINE-G母线系统中的哪个部位？柔性触指的铍铜有什么优点？导体触头的好处？TOPLINE-G母线槽系统能否用于直流系统?母线的导体电流密度大还是小好?数据中心项目母线系统出方案需要了解哪些参数指标?母线方案和报价问题、TOPLINE-G母线标书的控标项、母线方案的交付与执行?母线的长度，1.5米， 2米，2.5米，3米， 能否定制6米或能否接受其他**用长度定制?温升检测，温升监测点如何分布，是否有智能监测管理系统(电能监测及母线温升监测) ?插接箱支持1路2路3路输出，16A/32A/63A输出，能否支持380V或者63A输出或者更多路、独立安全隔离屏蔽通信通道，如何进行的安全隔离?单、双倍载流N*铜排?舟线能不能装隔离变压器?智能监测方案是怎样的，否支持无线访问，是否支持并入动环,方案如何实施，单独一个插接箱-个监测点通过安装吊架的尺寸，可以按需定制还是根据母线长度,多长-个吊架，机房配置两路母线，可以同时使用一个吊架还智能表位于插接箱或始端箱位置高，不利于查看怎么解决?插接箱是分控开关配置，- 路-控,否可以加一个总控。比如一个总控,三个分控断路器?母线方案和列头柜方案投入对比，有没有具体参考数据的一个对比，目前相较于列头柜方案的优势建议细化交流?插接箱体偏大?壳体接地问题?箱体后面挂钩的作用?颜色是否可定制? .样品是单路输出如果三路输出箱体尺寸的变化(横向变化)、母线对机房高度的要求，多高的机房可以做母线方案?插接箱的间距是多少?如果插接箱上不用工业连接器用线缆的话插接箱的尺寸是否有变化?母线是否可水平安装?母线和电缆供电方式的区别、常用机房母线的结构形式及特点?什么是自锁电源线?自锁电源线有哪些国内外认证?自锁电源线有哪些自主专利?自锁电源线有哪些产品型号?自锁电源线的面价?自锁电源线的技术规格?自锁电源线的**拉力?自锁电源线提供几年质保?
更多型号和解决方案请咨询：
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