北美地區的家庭住戶通常采用120V的單相交流電。普通住宅一般有四條電線接入：兩條相線，一條中性線，一條地線。兩根相線可以提供240 V的交流電壓，為大功率電器提供電力，如電爐和烘干機。然而，兩條電線與中性線之間的電壓都是120V，可以為家用電器提供電力。

然而，北美地區的發電廠通常在230 kV至500 kV的超高壓下傳輸三相電力。人們仔細觀察高壓電力線，就會發現有三條單獨的導線，每條導線承載著電流，還有一條中性線。三相電源的配電成本較低，因為三相電源的電線直徑比與單相電源的電線直徑要細。此外，三相電在服務連接方面靈活性更高，可以為客戶提供常規的120V的電源，也可以提供208 V電源。通常工廠和大廈都接入了三相電力，因為它提供了許多優于單相供電的優勢。

數據中心都使用三相電源，但一些人并不了解三相電源帶來的好處。以下介紹一下單相電源和三相電源之間的區別，并了解為什么三相電源不僅可以節約成本，而且可以幫助建設和運營更高效的數據中心。

采用單相電源存在的問題

運行在60 Hz的常規的120 V單相電源不能提供高功率的電力。因為在這個頻率下，交流電的正弦波每秒跨越零點120次。眾所周知，功率是以瓦特(W)為單位，瓦特是電壓(V)的乘積乘以電流的安培數(A)，也就是W = V×A.

當任何一個電壓或電流都穿過零點時，其傳送的電力將降至零。實際上，瞬時下降到零并不會明顯影響電路中的設備運行。但如果設備是電機，例如，其旋轉電樞的機械慣性"穿過"零點(這些零點交叉點相疊加，因此單相電源運行的電機的工作壽命比采用三相電源設計的電機要短)。

同樣，如果負載設備是沒有運動部件的電子設備，則電源濾波器中的平滑電容器可以"緩沖"這些零點。另一方面，三相電源由三個互相相差120度的正弦波組成。這種形式的電源由具有三個獨立繞組的交流發電機產生，每個獨立繞組彼此相差120度。每個電流(相)承載在單獨的一條電線上。由于相位關系，施加到IT負載的電壓和電流都不會下降到零。這意味著給定電壓下的三相電源可以提供更多的功率，實際上是單相電源功率的1.73倍左右。

近年來，數據中心機架中配置的設備已經增加。有的機架可能承載多達10臺耗電5 kW的服務器，功率密度顯著提高。如今，由于技術的進步和設備小型化，一個機架將有可能容納四五十臺服務器，并且單個機架的耗電量超過15千瓦。

而單相電源提供的120 VAC為功率為15kW機架供電時，其電流將高達125A，這對于電纜有著更高的要求，需要采用直徑將近0.2英寸的AWG 4電纜，而這種情況很難處理，并且費用昂貴。顯然，單相電源很難承載這種負載是的。然而，在三相系統中，每根電線只需要采用承載約42A電流的0.09英寸直徑的AWG 11電纜即可。

三相電源具有更多的優勢

企業為數據中心選擇的電力系統可以帶來更高的效率和更好的經濟效益。單相電源適用于住宅用戶。不過，數據中心需要考慮三相電源帶來的好處。這些好處包括：

可以根據需要通過三相電源進行分配電源，可以運行電壓為120 V和208V的設備，并匹配PDU運行。

三相電源可以為采用120V的設備提供電源，并通過更換的PDU即可升級到208 V，用戶可以快速實施，沒有明顯的停機時間。

當用戶將三相電源直接傳輸到服務器機柜時，其電纜成本會顯著下降。

減少電工安裝交流電纜所需的工作量和安裝時間。

如果企業的未來的數據中心正在尋求采用三相電源，也需要對PDU如何適應所需要的解決方案進行一下了解。

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