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如何提高数据中心系统的配电效率

如果世界其他地方采用的配电系统被北美数据中心采用，那么将能够提高效率、降低成本、减少地面负重、节约占地空间，并简化电力电缆架设。

大多数现代信息技术装备的设计都考虑到全球兼容性。这些设备不仅可以运行于北美的120/208V、日本的100/200V配电系统下，也可以运行于世界其他地方采用的230V配电系统。如果世界其他地方采用的配电系统被北美数据中心采用，那么将能够提高效率、降低成本、减少地面负重、节约占地空间，并简化电力电缆架设。

高密度数据中心服务器的每一机架需要耗费10～40kW功率，对标准北美配电系统造成很大的压力。提高机架设备功率密度会导致每个机架裤型撕裂力对复接支取出压碎的试样路需求的增加，并且需要额外的断路器和线缆。所需的更大配电单元2、电脑拉力机联机前关闭电脑上安装的杀毒本土原木软件以防和操作软件冲突(PDU)将占用数据中心高达30%的占地空间柔性电缆并造成数据中心30%的地面负重。每个IT机架安装的配电单元越多，成本成本越高。

世界许多国家采用相电压230V的交流电，将其增加到240V将能使数据中心供电效率提高。

为何要转换为240V

在北美，数据中心服务器从线电压208V的高电压连接获得电能，而在世界上几乎所有其他国家，都从相电压230V的低电压连接获得电能。如图1所示，应该意识到，当比较两种配电接法的相电压时，应是120V和240V之间的比较，而不是208V和240V之间的比较 这点很重管线机要。当计算一个三相支路的供电能力时，这种线电压和相电压的区别很容易明了。

图1 三相208V和240V配电方式布局之间的差异

例如，假设分别在两种情况下向负载提供20A的电流，相电压120V配电方式下的供电能力可计算为20A 120V 3=7.2kW，而相电压240V配电方式下的供电能力是其两倍，即14.4kW。因此，增加每个机架的供电能力不需要像在120/208V配电方式下那样增加额外的断路器。此外，所增加的断路器也将是潜在的故障因素。

除了假设分别在两种情况下要向负载提供10kW功率，请考虑相同的比较。较高的相电压240V配电方式将以近乎一半的电流提供相同的功率。这意味着传统的北美配电系统的支路导线比在相电压240V配电方式下粗了三倍。

去除PDU变压器

在配线中，相对于成本、尺寸和重量，更需要节省的是变压器。在北美，需要PDU变压器将UPS的277/480V输出电压转换为120/208V，而该变压器可以被去除。

在世界上其他地区，UPS的230V/400V输出可以直接使用，而无须额外的变压器。同样地，推荐的配电方法消除了配电变压器，并向IT负荷提供240V电压。

在推荐的新方法中挤压机，额外的变压器用来将UPS输出电压从277/480V转变为240/415V。虽然看起来是该变压器简单地替换了PDU变压器，但是实际上，它的体积只是PDU变压另外一个固定在10字头上器的10%，而且价格更便宜。

其原因是新的单元作为自耦变压器来布线，它只有一个绕组，而隔离变压器有两个绕组(原绕组和副绕组)，因此它的尺寸和重量不到同等UPS容量的标准变压器的20%。

同样地，成组的PDU变压器容量通常为UPS容量的1.5～3倍。

可以基于一个实际数据中心，来比较传统配电设计和替代设计。数据中心为2175平方英尺，由两个冗余600kW模块化UPS组成。每个UPS共有104个机架，提供1.6～6.5kW的密度范围。

如表1所示，推荐的数据中心240/415V配电系统能使总体拥有成本降低61%，空间节省32%。在所降低的TCO成本中，大约47%来自材料的节省，53%来自能量的节省。此外，推荐的替代设计可以与现有数据中心中的传统配电设计并行运行。