GMCI写给非电力专业人士的电力概况

GMCI写给非电力专业人士的电力概况不管是你喜欢或是不喜欢,许多IT和其他专业人员在没有电气系统等某些核心领域的背景的情况下,被迫担任设施管理职务。如果诸如对电压,电流,功率,需求和能量等词是陌生的,或是你只需要一个不懂的人,那么这篇文章是为你而写的。对相关术语的基本理解可以极大地帮助你理解从维护到能源管理等设施周围的问题。
引言
因为你无法看到电,所以要理解基本概念是有难度的。大家将会使用经典的水系统比喻帮助形象化基本概念。首先一些基本参数:电压和电流。电压是电气线路电势的测量。电压测量为两个点之间的差,即通常是相导体(接线)和参考点,如中性线,地线或是另外一相。结果,任何电压测量都具有两个连接正和负(参考点)。在水管里的电压像是水的压力。安培是电流测量或流过管道多少水的度量单位。电流与消耗直接相关。将所有这些放在一起时,请考虑早上的淋浴。
水压(电压)低的淋浴需要更多的水(电流)流动,把你冲洗干净。一种压力更高的水需要较少的水,并且更有潜力完成工作,可以让你在早晨更快获得咖啡。
最后一个基本参数是电阻,它是与电流相反的方向。电阻(有时称为“阻抗”)以欧姆为单位测量,类似于管道的尺寸或直径。管道越大,阻力越低,从而允许更多的水(电流)流动。考虑连线时,目标是不产生阻力,但实际上至少总会有一点阻力。连接到电路的每一项都有一定的电阻,该电阻被置于电路中。

电力概况

欧姆定律
电压V,电流I和电阻R在数学上由欧姆定律相关,欧姆定律是将所有这些联系在一起的定律。欧姆定律是V=IxR。考虑将你的计算机插入120v墙上插座的简单电路。计算机电源完成了电路允许电流流过电线和电源。就像电力系统上的所有负载,计算机电源有确定的电阻或负载,当打开电源后,这些是被放置到电路中的。按照欧姆定律,假设电阻是120ohm,然后电流流过电路的电流是1A(120V/120ohm=1A)。正如你看到的电压和电流是反比例的。猜想电阻是恒定的,电压更高,需要较少的电流来完成工作。较低的电压需要更多的电流来完成相同的工作。这就是公共设施和大型设施喜欢以高压分配功率的原因。更高的电压意味着更低的电流,这个允许你使用小线缆
交流vs.直流
现在是个好的时间来讨论交流对比直流系统。直流表明电流总是流向一个方向和是大家将要先容的最简单的电路类型。交流是指电压和电流是正弦波,它们会改变方向(流动)或连续振荡。
在北美,这种情况通常每秒发生60次或60Hz。欧洲和世界其他地区使用50Hz系统,但概念相同。这种振荡使事情比直流电路复杂。由于电压和电流不断变化的方向,你现在还必须考虑它们是否彼此“同相”,否则,它们之间的角度或时间差是多少。许多人在这里丢失了它,所以请继续关注...
电阻或现在使用更合适的术语负载的阻抗使交流系统更加复杂。阻抗考虑了电压和电流之间的角度,因此需要使用包括幅度和角度在内的复杂算法。事实证明,并非所有类型的负载对电压和电流的反应都相同。电压和电流通过诸如灯泡之类的电阻性负载反应相同。换句话说,电压和电流彼此保持同相。如果将它们叠加在图形上,它们将彼此重叠。但是,还有其他一些称为电感和电容的基本电路元件,迫使大家将其视为“复杂电路”。大家在这里不做详细先容,但是当将这些元件放置在电路中时,电压和电流会有不同的反应。现实世界中的大多数电源系统都是电感性的(电动机,变压器等),这意味着在电路中连接在一起时,所有负载看起来都像是电感。电感的电气特性使得电压可以瞬时变化,但电流不会瞬时变化。结果是电流被延迟或“滞后”电压。如果你在图表上叠加了电压和电流,将会看到电流与电压不一致,并且会随时间推移,通常以角度为单位进行测量(见下图)。电容电路则是相反的。这种滞后导致电力系统效率低下和损失。综上所述,交流电路非常复杂,V和I之间的夹角必须被考虑在内。

V和I之间的夹角

功率
功率以瓦(W)为单位。功率是实行工作的能力。W=VxIxPF。同样,直流电路很简单,但是大多数交流系统更复杂,因此必须考虑电压和电流之间的角度。结果,其他因素也开始发挥作用,例如功率因素PF,电压-电流VA和无功功率VAR,请参见下面的功率三角图。功率因数是无单位的测量值,范围从0到1,PF为1的是电阻性电路。小于1的值表示V&I和典型PF之间存在角度,可能约为0.86. 在直流或电阻性交流电路中PF是1,很多时候未被参考。下面的功率三角形将所有这些联系在一起。W 是实际消耗的功率。VA代表电路的热效应,而VAR代表能量浪费。每当VA不等于W时,PF都会小于1,并且公共事业企业会以PF和其他惩罚的形式针对此类情况向消费者收费。

VAR代表能量浪费


需求和能量
现在,大家开始研究这个主题内容,因为你需要为自己的能源消耗付费。需求以瓦特(或KW)为单位测量,是电量消耗量,在一段时间内称为需求间隔的平均值。需求间隔是公用事业计费的基本参数,通常为10或15分钟。能量是累积的,以瓦特小时(KWh)为单位。例如,在1小时内消耗的1KW等于1KWh。下图显示了需求和能源的曲线图。你可以看到它们直接相关。

能源的曲线图

水电费中有很多因素,但需求和能源是使用的基本指标。其他可能是PF罚款,滞纳金,燃油附加费等,这些都超出了本文的讨论范围。但是,需求,能量和功率因数在你的控制范围内,可以进行管理或减少。随着能源成本的上涨,电源监控系统让你掌控一切,使你了解用电的时间和地点,并且是能源管理的基础。你当前的电源系统能否处理那些将更多计算能力打包到机架中的新服务器?你成功减少能耗了吗?通过理解你的系统,可以回答这些问题以及更多的问题。仔细检查你的水电费账单是否正确也是一件好事,这样的错误很少对你有利。
在任何可靠性的环境中,功率的考虑都超越了消耗,而供电质量成为主要关注的领域。不可靠或间歇性的电源问题会导致昂贵的停机时间。这是另一个话题,但是电源质量也应该包含在电源监视程序中
文章来源于GMCI授权经销和销售商银飞

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