Трехфазное питание переменного тока (AC) обычно используется для обеспечения электроэнергией центров обработки данных, а также коммерческих и промышленных зданий, в которых установлено оборудование, требовательное к мощности. На это есть веские причины, поскольку трехфазное питание может обеспечить большую мощность с большей эффективностью, в отличие от однофазного переменного тока. Однофазный переменный ток — это тип, который обычно используется для большинства бытовых и легких коммерческих приложений, таких как освещение и мелкая бытовая техника. На этой странице мы объясним, почему это так, и расскажем о ключевых различиях между однофазными и трехфазными системами питания. А купить трехфазный счетчик можно по ссылке.
Почему нам нужно 3-фазное питание
Способность поставлять все большее количество энергии особенно важна, поскольку плотность центров обработки данных и серверных комнат продолжает расти. Более мощные вычислительные системы размещаются в тех же помещениях, где раньше размещались серверы, потреблявшие лишь малую часть электроэнергии, которая требуется современным компьютерам и сетям.
Не так давно одна ИТ-стойка из 10 серверов потребляла в общей сложности пять киловатт (кВт) электроэнергии. Сегодня в этой же стойке могут находиться десятки серверов, которые в совокупности потребляют 20 или 30 кВт. При таких уровнях, естественно, необходимо уделять повышенное внимание эффективности, поскольку даже небольшое процентное улучшение энергопотребления со временем означает значительную экономию в долларах.
Проводка — это еще один вопрос. Рассмотрим стойку мощностью 15 кВт. При использовании однофазного питания 120 вольт переменного тока (VAC) для питания стойки потребуется 125 ампер, что потребует провода диаметром почти четверть дюйма (AWG 4) — слишком толстого для удобной работы, не говоря уже о дороговизне. Поскольку 3-фазная сеть более эффективна, она может обеспечить ту же мощность (и даже больше), используя меньшую проводку. Для поддержки той же стойки мощностью 15 кВт с помощью 3-фазного питания требуется три провода, способных обеспечить 42 ампера (AWG 10), которые имеют меньший размер — каждый менее одной десятой дюйма в диаметре.
Погружение в 3-фазное питание
Как следует из названия, 3-фазные системы питания обеспечивают три отдельных тока, каждый из которых разделен одной третью времени, необходимого для завершения полного цикла. Но в отличие от однофазной системы, где две горячие ножки всегда находятся на расстоянии 180 градусов друг от друга, в 3-фазной системе токи разделены на 120 градусов.
На рисунке 2 ниже вы увидите, что когда одна линия находится в пике тока, две другие не находятся в пике. Например, когда фаза 1 находится в положительном пике, фазы 2 и 3 находятся на уровне -0,5. Это означает, что, в отличие от однофазного тока, нет точки, в которой мощность не поступает в нагрузку. Фактически, в шести различных положениях каждой фазы одна из линий находится в пиковом положительном или отрицательном положении.
Для практических целей это означает, что общее количество мощности, поставляемой всеми тремя токами, остается постоянным; у вас нет циклических пиков и спадов, как в однофазной сети.
Компьютеры и многие двигатели, используемые в тяжелом оборудовании, разработаны с учетом этого. Они могут потреблять постоянный поток постоянной мощности, а не учитывать колебания, присущие однофазному переменному току. В результате они потребляют меньше энергии.
В качестве аналогии вспомните одноцилиндровый двигатель по сравнению с трехцилиндровым. Оба работают по четырехтактной модели (впуск, сжатие, мощность, выпуск). В одноцилиндровом двигателе на каждые четыре хода цилиндра приходится только один «силовой» цикл, что обеспечивает неравномерную подачу мощности. Трехтактный двигатель, напротив, обеспечивает мощность в трех чередующихся фазах (разделенных 120 градусами), что обеспечивает более плавную, постоянную и эффективную мощность.
