中國(guó)金海數(shù)據(jù)中心K13-250KVA隔離變壓器一次性向我單位訂購(gòu)75臺(tái)K13隔離變壓器一次性測(cè)試通過，1、前言變壓器，顧名思義就是起“電壓變換”的作用；隔離變壓器，顧名思義就是起“電氣隔離”的作用。在數(shù)據(jù)中心和機(jī)房建設(shè)的發(fā)展里程中，變壓器曾經(jīng)和正在發(fā)揮著重要作用，例如：•交流電壓變換作用：把不同供電制式的電壓變換為負(fù)載所需要的電壓，例如三相380V變?yōu)槿?60V、單相120V（北美）變?yōu)閱蜗?00V（日本）；•接地系統(tǒng)變換作用，把上線TN-S接地系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為下線的TT或IT接地系統(tǒng)；•諧波治理的作用，例如△/Y型連接可消除H3次諧波、曲折星型(Zigzag)可消除H5/H7次諧波、K13變壓器可承受 線性負(fù)載+ 非線性負(fù)載等；•在工頻機(jī)UPS逆變器電路中，起到輸出電壓的提升作用；•在12脈沖整流器中，起到30°移相作用；•在特殊電路中，把三相交流變換為單相交流輸出(Scott-transformer) 等。數(shù)據(jù)中心對(duì)變壓器的應(yīng)用可以追溯到UPS應(yīng)用于計(jì)算機(jī)，大約開始在60年代。隨著計(jì)算機(jī)設(shè)備的發(fā)展及通信方式的演變，變壓器在數(shù)據(jù)中心的主要作用逐漸聚焦在“電氣隔離”和“諧波抑制”這兩個(gè)方面。在數(shù)據(jù)中心的配電系統(tǒng)中，由于負(fù)載基本上為單相負(fù)載，因此普遍應(yīng)用的接地系統(tǒng)為TN-S，這不僅是因?yàn)門N-S可以比較方便地形成三個(gè)相互關(guān)聯(lián)而又彼此獨(dú)立的單相電路，而且從人身安全角度考慮它的保護(hù)性是較好的、從電磁兼容性角度考慮，它是EMC性能最好的，因此在數(shù)據(jù)中心獲得廣泛的應(yīng)用，但這并不能排除TN-S具有的不利因素：TN-S系統(tǒng)的中性線N自主低壓變壓器二次側(cè)進(jìn)行一次接地之后，無論供電路徑多長(zhǎng)都不允許做二次接地，除非增加隔離變壓器；而供電線路越長(zhǎng)，線路阻抗越大、壓降也越大，而計(jì)算機(jī)負(fù)載又往往要求“零地電壓”不能過高。因此1997年開始的早期數(shù)據(jù)中心建設(shè)中，為了降低“零地電壓”，在負(fù)載列頭柜(PDU)中往往設(shè)計(jì)有隔離變壓器。盡管這個(gè)建議只是部分計(jì)算機(jī)生產(chǎn)廠家的要求，但在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范GB50174-2008》中，已經(jīng)對(duì)機(jī)房供電系統(tǒng)的零地電壓明確為“小于2V”，并且同時(shí)注明“應(yīng)滿足設(shè)備使用要求”。因此變壓器成為數(shù)據(jù)中心供配電回路中不可或缺的環(huán)節(jié)，這實(shí)際上是應(yīng)用了變壓器的“電氣隔離”作用。2000年以前的計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、通信設(shè)備等IT負(fù)載，大都采用了開
2 / 9 關(guān)型電源模塊(RCD負(fù)載)，由于諧波含量較高(THDI≈90%)而輸入功率因數(shù)較低(PF≈0.65)，如果單純采用普通電氣隔離的雙繞組變壓器往往承受不了這樣大的諧波，變壓器的溫升較高以致于在短期內(nèi)損壞，因此負(fù)載列頭柜PDU中往往引入K因數(shù)變壓器(K-Factor transformer)，這就是變壓器的“諧波抑制”作用。 但是，當(dāng)今的數(shù)據(jù)中心是否仍然必須沿用以往的模式？這就是我們需要搞清楚的問題，也是數(shù)據(jù)中心架構(gòu)設(shè)計(jì)工程師必須面對(duì)的問題，它不僅關(guān)系到數(shù)據(jù)中心的安全運(yùn)行，還關(guān)系到數(shù)據(jù)中心整體的能源效率、TCO的成效以及工程設(shè)計(jì)實(shí)施的效果。 2、 K因數(shù)變壓器的特性與作用 2.1. 什么是K因數(shù)(K-Factor)? 簡(jiǎn)言之，K因數(shù)是用來標(biāo)識(shí)變壓器因?yàn)橹C波電流而產(chǎn)生熱效應(yīng)的一個(gè)數(shù)值，是負(fù)載諧波成份的函數(shù)。 對(duì)于大多數(shù)電子設(shè)備來說，它們都是典型的非線性負(fù)載，因而含有較高的K因數(shù)，例如K10 - K15等。 從嚴(yán)格意義上來說，K因數(shù)是變壓器雜散損耗的倍（系）數(shù)，雜散損耗通常是指變壓器扣除了鐵損、銅損之后由諧波電流引起的附加損耗。例如某一變壓器在滿載時(shí)具有200W的雜散損耗，如果負(fù)載的K因數(shù)為10，則變壓器的損耗約為10 x 200 = 2,000W。如果一臺(tái)同等容量的變壓器具有400W的雜散損耗，對(duì)于相同的負(fù)載(K=10)，則該變壓器的熱損耗變?yōu)?,000W。盡管兩臺(tái)變壓器的容量相同、負(fù)載相同，但后者將產(chǎn)生額外的2,000W損耗，因此其溫升會(huì)高于前者。 下圖表示有100kVA K-15的負(fù)載，如果采用100kVA K13變壓器供電，則變壓器將會(huì)產(chǎn)生過熱；如果采用100kVA K-20變壓器供電，則不會(huì)產(chǎn)生過熱，不會(huì)損壞。
  |
