În toată America de Nord, casele sunt alimentate cu energie electrică monofazată de 120 de volți. O cutie tipică de întrerupător rezidențial dezvăluie patru fire care intră în casele noastre: două fire „fierbinți”, un fir neutru și masă. Cele două fire „fierbinți” poartă 240 VCA, care este utilizat pentru aparate grele, cum ar fi plite electrice și uscătoare. Cu toate acestea, tensiunea dintre firul fierbinte și firul neutru este de 120 VAC, care alimentează orice altceva în casele noastre.

cunoașteți

Cu toate acestea, fabricile de producere a energiei electrice din America de Nord transmit putere trifazată la tensiuni super ridicate cuprinse între 230 kV și 500 kV. O privire atentă asupra liniilor electrice de înaltă tensiune dezvăluie trei conductoare separate, fiecare dintre ele transportând curent, plus un conductor neutru. Distribuirea puterii trifazate este mai puțin costisitoare, deoarece liniile de transmisie pentru puterea trifazată nu au nevoie de aceleași fire de cupru cu ecartament greu ca ar avea nevoie o linie de transmisie monofazată. Mai mult, trifaza oferă flexibilitate la conexiunea de serviciu și poate oferi clienților nu numai serviciul obișnuit de 120 VAC, ci și 208 VAC. Practic, fiecare clădire industrială, inclusiv a dvs., primește energie trifazată, deoarece oferă multe avantaje față de o singură fază.

Proiectarea sau modernizarea unui centru de date pentru a utiliza puterea trifazată se amortizează, dar unele centre nu înțeleg beneficiile pe care le aduce puterea trifazată. Să aruncăm o privire asupra diferențelor dintre puterea monofazată și cea trifazată pentru a înțelege de ce puterea trifazată nu numai că oferă economii reale de costuri, ci creează un centru de date mai eficient.

Problema cu monofaza

Serviciul monofazat convențional de 120 VCA care funcționează la 60 Hz nu poate furniza energie continuă. La această frecvență, unda sinusoidală de curent alternativ traversează punctul zero de 120 de ori pe secundă. Cel mai bine este să înțelegem că puterea este măsurată în wați, iar wații sunt produsul tensiunii aplicate timpilor Amperi de curent care curge într-un circuit (W = V x A).

Când tensiunea sau curentul traversează punctul zero, puterea electrică livrată scade la zero. În practică, acele picături instantanee la zero nu afectează vizibil echipamentele din circuit. Dacă echipamentul este un motor, de exemplu, inerția mecanică a armăturii sale de rotație „parcurge” punctele zero. (Cu toate acestea, acele puncte de trecere cu punct zero se adaugă. Motoarele care funcționează cu putere monofazată au așteptări de viață mai scurte decât cele proiectate pentru puterea trifazată). În mod similar, dacă echipamentul sub sarcină este electronic în stare solidă, netezirea condensatoarelor din filtrul de alimentare „tamponează” aceste puncte zero.

Puterea trifazată, pe de altă parte, constă din trei unde sinusoidale separate de 120 de grade. Această formă de putere este creată de un generator de curent alternativ cu trei înfășurări independente, fiecare la o distanță de exact 120 de grade. Fiecare curent (fază) este transportat pe un conductor separat. Datorită relației de fază, nici tensiunea, nici fluxul de curent aplicat unei sarcini IT nu scad vreodată la zero. Aceasta înseamnă că puterea trifazată la o anumită tensiune poate furniza mai multă energie. De fapt, de aproximativ 1,7 ori puterea unei surse monofazate.

În ultimii ani, puterea de procesare care poate fi configurată într-un singur rack s-a înmulțit. Nu cu mult timp în urmă, un rack ar fi putut deține până la zece servere care consumau 5 kW. Acum, datorită miniaturizării fără sfârșit și a marșului de neoprit al tehnologiei, același rack ar putea conține patru sau cinci duzini de servere - și ar putea consuma mai mult de 15 kW.

Alimentarea unui rack de 15 kW cu putere monofazată la 120 VAC atrage 125 Amperi. Cuprul necesar pentru a transporta în siguranță acel curent, AWG 4, are un diametru de aproape un sfert de inch. [1] Este greu de lucrat și costisitor. În mod evident, monofaza nu este practică pentru astfel de sarcini. Cu toate acestea, într-un sistem trifazat, fiecare conductor, AWG 11 la doar 0,09-inch diametru, ar transporta doar aproximativ 42 Amperi. Dacă sunteți interesat să profitați mai mult în aritmetica din spatele acestui lucru, citiți blogul nostru „3 faze, benzi de alimentare 208V (PDU rack) demistificate, partea II: înțelegerea capacității”.

Cum poate ajuta trifaza

Alegerea unui sistem de alimentare vă poate aduce eficiență și economie, sau inflexibilitate și costuri excesive. Puterea monofazată este ideală pentru utilizatorii rezidențiali a căror sarcină cea mai mare provine dintr-un uscător sau o gamă electrică. Centrele de date, totuși, trebuie să analizeze beneficiile pe care le aduce puterea trifazată. Acestea includ:

  • Poate rula ambele dispozitive de 120 VCA și 208 VCA de la aceeași sursă de alimentare, amestecând și potrivind PDU-uri, după cum este necesar.
  • Trifazat vă permite să rulați toate dispozitivele pe 120 VAC astăzi, dar faceți upgrade la 208 VAC pur și simplu schimbând PDU-urile - ceea ce puteți face rapid și fără perioade de nefuncționare semnificative.
  • Costul cablării scade dramatic atunci când livrați energie trifazată direct în dulapurile serverului.
  • Munca necesară electricienilor care instalează cabluri de curent alternativ și timpul total de instalare sunt ambele reduse.

Dacă sunteți în căutarea unor modalități de a vă asigura că centrul de date vă va permite să utilizați puterea trifazată, aflați cum se încadrează PDU-urile în combinația de soluții de care veți avea nevoie.

Această postare de blog a fost sponsorizată de Raritan.