我们在机房建设或维护过程中,需要对电力这块有基础的了解,以下是电压相关的知识,供参考:
相电压(220V)在机房中的使用
- 供电对象:机柜 PDU(配电单元)、服务器、存储设备、网络设备等。
- 接法:一相线 + 中性线 → 得到 220V 单相电。
特点:
- 适合单相设备,功率相对较小。
- 常见于标准机柜插座,直接为服务器电源模块供电。
应用场景:
- 机柜内的单相负载(如 1U/2U 服务器)。
- 网络交换机、防火墙、存储阵列等。
线电压(380V)在机房中的使用
- 供电对象:UPS输入端、大型空调、精密制冷设备、部分高功率机柜。
- 接法:任意两相之间 → 得到 380V 三相电。
特点:
- 适合三相设备,功率较大。
- 提供更高的电能传输效率,减少电流和线损。
应用场景:
- UPS主机输入电源(通常接三相380V)。
- 大型制冷系统(精密空调)。
- 高密度机柜或刀片服务器机柜,可能直接使用三相供电。
IT机房供电路径简化描述
市电(三相380V线电压)
↓
UPS输入(三相)
↓
UPS输出(三相四线制:380V线电压 + 220V相电压)
↓
机柜PDU(取220V相电压供单相设备)
↓
服务器/网络设备
总结
- 线电压(380V):主要用于 UPS输入 和 大功率设备。
- 相电压(220V):主要用于 机柜PDU输出,供给服务器和网络设备。
- 在 IT 机房中,UPS起到桥梁作用:输入380V线电压,输出稳定的220V相电压,保障设备安全运行。
①、三相四线制接线示意图,直观展示为什么同一套市电系统里能同时得到 380V线电压 和 220V相电压:
三相四线制接线示意图
┌───────────────┐
│ 电源变压器 │
└─────┬─┬─┬─────┘
│ │ │
A B C ← 三根相线(A相、B相、C相)
│ │ │
│ │ │
N ← 中性线(接地)
│
└───────────────┐
│
┌───────────────────────────┴───────────────────────────┐
│ │
│ 三相四线制供电系统 │
│ │
└───────────────────────────────────────────────────────┘
测量方式:
- **线电压**:任意两相之间(如 A-B、B-C、C-A) → ≈ 380V
- **相电压**:任意一相与中性线之间(如 A-N、B-N、C-N) → ≈ 220V
- 三相电源的三根相线之间电压就是 线电压(380V)。
- 任意一相与中性线之间的电压就是 相电压(220V)。
- 三相四线制天然提供两种电压:380V(线电压)和220V(相电压)。
- 家用插座取的是 相电压(一相+中性线)。
- 工业设备常用 线电压(两相之间)。
②、三相负载接线示意图,展示三相设备和单相设备在三相四线制系统中的接法:
三相负载接线示意图
三相电源:A相 —— B相 —— C相 —— N(中性线)
1. 三相负载(如三相电机)
┌───────────────┐
│ │
│ 三相电机 │
│ │
└─A─────────────┘
│
└─B─────────────┘
│
└─C─────────────┘
(三相设备直接接 A、B、C 三相线,不接中性线)
→ 设备工作电压:线电压 ≈ 380V
-----------------------------------------------------
2. 单相负载(如照明、插座、服务器)
┌───────────────┐
│ │
│ 单相设备 │
│ │
└─A─────────────┘
│
└─N─────────────┘
(单相设备接一相线 + 中性线)
→ 设备工作电压:相电压 ≈ 220V
- 三相负载:直接接三根相线(A、B、C),利用线电压(380V),常见于电机、空调压缩机、大型机组。
- 单相负载:接一根相线 + 中性线,利用相电压(220V),常见于照明、插座、办公设备。
- 平衡负载:如果单相设备均匀分布在三相上,可以保持系统平衡,避免某一相过载。
- 三相设备 → 接三相线,工作在 380V线电压。
- 单相设备 → 接一相线+中性线,工作在 220V相电压。
- 三相四线制的优势就是能同时提供 380V 和 220V,满足不同设备需求。
③、星形(Y型) 和 三角形(Δ型) 两种三相负载接线方式的示意图:
星形(Y型)接线示意图
A相
│
│
├───────┐
│ │
(负载) (负载)
│ │
N ──────┘── 中性点(N)
│
(接地)
说明:
- 三个负载的一端共同接到中性点(N)。
- 另一端分别接 A、B、C 三相。
- 特点:可以同时提供线电压(380V)和相电压(220V)。
- 常见场景:三相四线制供电,居民用电、UPS输出。
三角形(Δ型)接线示意图
┌───────(负载)───────┐
│ │
A相 B相
│ │
└───────(负载)───────┘
│
C相
│
└───────(负载)───────┘
(闭合成三角形)
说明:
- 三个负载首尾相连,形成一个闭合三角形。
- 三个接点分别接 A、B、C 三相。
- 特点:没有中性点,只有线电压(380V)。
- 常见场景:三相电机、大功率工业设备。
- 星形(Y型):有中性点,可同时得到 220V相电压 和 380V线电压。
- 三角形(Δ型):没有中性点,只能得到 380V线电压。
- 应用差异:星形适合需要单相和三相混合供电的场景;三角形适合纯三相大功率设备。
④、星形(Y型)与三角形(Δ型)负载的电压关系表:
星形(Y型)与三角形(Δ型)电压关系表
┌───────────────┬───────────────────────────┬───────────────────────────┐
│ 接线方式 │ 相电压 (U相) │ 线电压 (U线) │
├───────────────┼───────────────────────────┼───────────────────────────┤
│ 星形 (Y型) │ 一相对中性点的电压 │ 任意两相之间的电压 │
│ │ 常见值 ≈ 220V │ 常见值 ≈ 380V │
│ │ 公式:U线 = √3 × U相 │ 公式:U相 = U线 / √3 │
├───────────────┼───────────────────────────┼───────────────────────────┤
│ 三角形 (Δ型) │ 一相绕组两端的电压 │ 任意两相之间的电压 │
│ │ 常见值 ≈ 380V │ 常见值 ≈ 380V │
│ │ 公式:U线 = U相 │ 公式:U相 = U线 │
└───────────────┴───────────────────────────┴───────────────────────────┘
- 星形接法:相电压较低(220V),线电压较高(380V),适合需要同时提供单相和三相的场景。
- 三角形接法:相电压与线电压相等(380V),适合纯三相大功率设备。