數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的管理涉及到電氣、暖通等多個(gè)專業(yè)的配合。

本篇文章從各專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)出發(fā)，旨在幫助從事數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施方面的工程師對各專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)與基本概念有一個(gè)清晰的了解與認(rèn)識(shí)，希望對于想快速全面了解數(shù)據(jù)中心各專業(yè)領(lǐng)域的人士有所幫助。

今天，我們主要分享kVA與kW的區(qū)別，單相電路和三相電路的差異等。

一、kVA和kW

（1）概念和區(qū)別

kVA和kW都是數(shù)據(jù)中心行業(yè)中主要的功率計(jì)量單位。

它們有時(shí)可以互換使用，單兩者之間還是有細(xì)微的差別，必須加以考慮。

kVA具體指千伏安，被稱為“視在功率”。kW具體是指千瓦，被稱為“有功功率”。

而kVAR也用于描述以上術(shù)語，它指的是kVA和kW之間的差異，被稱為“無功功率”。

注意，在直流(DC)電路中，kVA等于kW，因?yàn)樵趥鬏斶^程中電流和電壓不會(huì)脫離相位。

然而，“有功功率-kW”和“視在功率-kVA”在交流(AC)電路中有所不同——這是目前大多數(shù)數(shù)據(jù)中心采用的是交流方案的特點(diǎn)。

在交流電路中，由于電壓和電流相位不同，導(dǎo)致基于功率因數(shù)的kW和kVA的差異。

（2）數(shù)學(xué)關(guān)系

kVA、kW與功率因數(shù)cosΦ的數(shù)學(xué)關(guān)系為：

kW= kVA x 功率因數(shù)cosΦ

kVA= kW/功率因數(shù)cosΦ

功率因數(shù)cosΦ= kW/kVA

（3）區(qū)別描述

我們可以用一個(gè)非常形象的例子來描述kVA和kW之間的區(qū)別，看下圖。

圖1：kW、kVAR、kVA的關(guān)系

二、220V和380V

（1）使用情況

要理解電力是如何配送到數(shù)據(jù)中心的，首先需要理解單相電源和三相電源之間的區(qū)別。

我國相電壓是220V，線電壓是380V。

在三相交流電中A相、B相、C相，各相線之間的電壓為線電壓，線電壓為380V，也稱為工業(yè)用電電壓。

另外在三相交流電中A\B\C相中的任一相與N線（中性線）或零線間的電壓，成為相電壓，相電壓為220V。大多數(shù)居民用電（家庭用電）都是單相供電。

大多數(shù)商業(yè)企業(yè)都采用三相電源，由三個(gè)交流電壓組成，電壓之間的相位差為120°，即三分之一周期。這些系統(tǒng)通過三根熱線提供電力，其中任何兩根熱線的電壓為380V。

（2）相位分析

圖2：三相波形圖

另一種看待三相電源的方法是將三個(gè)單相電路組合在一起，這樣在任何時(shí)刻的負(fù)載都是相同的，如上面的波形圖所示。

（3）三相電源優(yōu)勢

由于負(fù)載是恒定的，三相電源是大型電機(jī)和重負(fù)荷(如服務(wù)器)的理想電源，因?yàn)樗恍枰獑?dòng)電容器。三相配電也是理想的，因?yàn)?20V/380V和三相電路都可以從同一四線制中取出。

此外，三相電源允許更少的電線（意味著更少的銅和更低的電壓）來傳輸和單相相同的電力。

這使它成為一個(gè)更便宜和安全的數(shù)據(jù)中心的選擇。

（4）三相電源數(shù)據(jù)中心的優(yōu)勢

企業(yè)為數(shù)據(jù)中心選擇的電力系統(tǒng)可以帶來更高的效率和更好的經(jīng)濟(jì)效益。不過，數(shù)據(jù)中心需要考慮三相電源帶來的好處：

①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220 V和380V的設(shè)備，并匹配PDU運(yùn)行。

②三相電源可以為采用220V的設(shè)備提供電源，并通過更換的PDU即可升級(jí)到380 V，用戶可以快速實(shí)施，沒有明顯的停機(jī)時(shí)間。

③當(dāng)用戶將三相電源直接傳輸?shù)?a href="http://www.yangziriver.cn/tags/316.html">服務(wù)器機(jī)柜時(shí)，其電纜成本會(huì)顯著下降。

④減少電工安裝交流電纜所需的工作量和安裝時(shí)間。

（5）相關(guān)計(jì)算

220V=單相負(fù)載+地線

380V=兩相負(fù)載+地線

三相380V=三相負(fù)載+地線

220V(單相)x1.73 = 380V(兩相)

三、單相/三相工業(yè)連接器類型

（1）針腳類型

工業(yè)連接器的插針/針腳形式有三種。每個(gè)針腳都有明確的標(biāo)識(shí)極性。

2P+E：L，N，PE

3P+E：L1，L2，L3，PE

4P+E：L1，L2，L3，N，PE

圖3：插頭針腳圖

（2）顏色區(qū)分

由于工業(yè)連接器應(yīng)用的場合眾多，使用情況也千差萬別，為了便于選型和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，國際電工委員會(huì)（IEC）出具相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

藍(lán)色插頭：藍(lán)色插頭通常對應(yīng)200~250V電壓等級(jí)，在我國通常對應(yīng)為單相電源連接器。

圖4：藍(lán)色常用插頭示例

圖5：紅色常用插頭示例

本文標(biāo)題：數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施必備知識(shí)一：電源篇

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