2022 什麼是電力迴路?電源迴路需求設計必須搞懂的基礎。

在新設備進入客戶機房之前被問到的問題,機房電力需求應該怎樣規劃呢?到底需要多少電源迴路與電流量呢?
老實說這個問題還真的沒有特別去留意過,一來機房電力規劃一直不是在工作內的事情,二來以往新增的設備大都只有一兩台。
關於電力迴路相關的議題,還真的比較少遇到,不像這次專案有40~50台的設備要進駐到機房內。
電力迴路




基礎

 

何謂電力迴路

電路中任意一個閉合路徑稱為迴路.,也就是說一個迴路即一個接通的電路。
當開關在OFF狀態下,不是封閉迴路,因此沒有電流產生。
當開關在ON狀態下,為封閉迴路,有電流產生。
迴路

 

配電箱

家中電路總開關箱也叫配電箱,可以在斷路器也就是俗稱的Breaker上直接看到幾安培的標示
那麼配電箱中的供電迴路,表示一個迴路就是一個接通的閉合迴路。
家中通常有空調迴路、照明迴路、插座迴路。
迴路

以下圖為例電燈的迴路最高負載為20A(安培)
如果超過該封閉迴路額定電流怎麼樣呢?
該封閉迴路的斷路器對跳開,也是是俗稱的跳電。

暖風機與冷氣為220V也都是獨立為一個迴路,最高Breaker為30A(安培)

回頭看一下總開關最高電流直100A(安培)
電力迴路

 

電表

電表為台電接入之後第一個點,由這裡來統計用電量。
早期每個月人員會來抄表,有些為智慧電表能每6小時更新一次用電數據


智慧電表。(台電提供)
220V 30(200)A 60hz

30A 大電力檢驗測試的電流
200A 電表最高可承受的電流

 

轉換公式

這些都是電子學的基礎,複習一下公式如下:

電壓 (伏特 V、E)
電壓 (V) = 瓦特 (W) ÷ 電流 (A)
V = W ÷ A

電流 (安培 A、I)
電流 (A) = 瓦特 (W) ÷ 電壓 (V)
A = W ÷ V

功率 (瓦數 W、P)
瓦特 (W) = 電壓 (V) x 電流 (A)
W = V x A

搞清楚公式之後,就可以知道三者之間如何轉換,只要知道其中兩個數據,就能算出第三種數據

以Cisco UCS Server產品為例,從規格表中得到 Power Supply的瓦特數

假設使用770W的Power Supply,機房使用110V電源
電流=770 ÷ 110 = 7 A

如果機房使用220V電源
電流=770 ÷ 220 = 3.5 A

整理一下使用110V為7A,使用220V為3.5A 兩者電流值相差了一半。
但是這樣不同電壓下會比較省電嗎?其實沒有,因為瓦特 (W)不變,
電表使用度數(千瓦小時)依然相同。

我們再來看一下Cisco UCS Server 上的電源插座,以CAB-9K12A-NA北美電源線(台灣常見的3插頭)為例,
規格上為125 V,13 A,表示這條線以125V測試,最大電流為13A。如果採用220V使用電流一半約為6.5A
表示在770W使用上合乎規格。

而線路最大負荷的電流量與電線品質、粗細有關,常見的規格如下
15A:1.6mm
20A:3.5mm
30A:5.5mm
40A:8mm
50A:14mm
75A:22mm
80A:30mm
100A:38mm

隨Cisco UCS Server機器來的電源線上面標示的規格為1.31mm
迴路

Cisco UCS Server參考資料:
Cisco UCS C220 Server Installation and Service Guide
Cisco UCS Power Calculator
Cisco UCS C240 M5 SFF Rack Server Spec Sheet

題目

假設今日設備為Cisco VG450數量10台, 單個迴路為20A。每一台共有兩個Power supply,各使用650W,試問需要多少迴路?

單迴路計算:

迴路

答案:
迴路

延伸閱讀

台灣電力公司電表裝置原則

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