Connaître la différence entre l’alimentation triphasée et l’alimentation monophasée

Dans toute l’Amérique du Nord, les maisons sont alimentées en électricité monophasée de 120 volts. Une boîte à disjoncteurs résidentielle typique révèle quatre fils entrant dans nos maisons : deux fils  » chauds « , un fil neutre et la terre. Les deux fils « chauds » transportent 240 VCA, qui sont utilisés pour les appareils lourds comme les cuisinières et les séchoirs électriques. Cependant, la tension entre les deux fils chauds et le fil neutre est de 120 VAC, ce qui alimente tout le reste de nos maisons.

Cependant, les usines de fabrication de production d’électricité en Amérique du Nord transmettent du courant triphasé à des tensions super élevées allant de 230 kV à 500 kV. Un examen attentif des lignes électriques à haute tension révèle trois conducteurs distincts, chacun transportant du courant, plus un conducteur neutre. La distribution de l’électricité triphasée est moins coûteuse, car les lignes de transport d’électricité triphasée ne nécessitent pas les mêmes fils de cuivre de gros calibre qu’une ligne de transport monophasée. En outre, le courant triphasé offre une certaine souplesse au niveau du branchement et permet aux clients de bénéficier non seulement du service habituel de 120 VCA, mais aussi de 208 VCA. Pratiquement tous les bâtiments industriels, y compris le vôtre, reçoivent une alimentation triphasée, car elle offre de nombreux avantages par rapport au monophasé.

Concevoir ou moderniser un centre de données pour utiliser une alimentation triphasée est payant, mais certains centres ne comprennent pas les avantages qu’apporte l’alimentation triphasée. Examinons les différences entre l’alimentation monophasée et triphasée pour comprendre pourquoi l’alimentation triphasée permet non seulement de réaliser de réelles économies, mais aussi de créer un centre de données plus efficace.

Le problème du monophasé

Le service monophasé conventionnel de 120 VCA fonctionnant à 60 Hz ne peut pas fournir une alimentation continue. À cette fréquence, l’onde sinusoïdale du courant alternatif traverse le point zéro 120 fois par seconde. Il est préférable de comprendre que la puissance est mesurée en watts, et que les watts sont le produit de la tension appliquée par les ampères du courant circulant dans un circuit (W=V x A).

Lorsque la tension ou le courant traverse le point zéro, la puissance électrique délivrée tombe à zéro. En pratique, ces chutes instantanées à zéro n’affectent pas visiblement les équipements du circuit. Si l’équipement est un moteur, par exemple, l’inertie mécanique de son armature en rotation « passe » par les points zéro. (Cependant, ces passages par zéro s’additionnent. Les moteurs fonctionnant sur du courant monophasé ont une espérance de vie plus courte que ceux conçus pour du courant triphasé). De même, si l’équipement sous charge est de l’électronique à semi-conducteurs, des condensateurs de lissage dans le filtre de l’alimentation électrique « tamponnent » ces points zéro.

L’alimentation triphasée, en revanche, est constituée de trois ondes sinusoïdales séparées de 120 degrés. Cette forme de puissance est créée par un générateur de courant alternatif avec trois enroulements indépendants, chacun étant exactement séparé de 120 degrés. Chaque courant (phase) est transporté par un conducteur distinct. En raison de la relation de phase, ni la tension ni le flux de courant appliqués à une charge informatique ne tombent jamais à zéro. Cela signifie que l’alimentation triphasée à une tension donnée peut fournir plus de puissance. En fait, environ 1,7 fois la puissance d’une alimentation monophasée.

Ces dernières années, la puissance de traitement qui peut être configurée dans un seul rack s’est multipliée. Il n’y a pas si longtemps, un rack pouvait contenir jusqu’à dix serveurs qui consommaient 5 kW. Aujourd’hui, en raison de la miniaturisation incessante et de la marche imparable de la technologie, ce même rack peut contenir quatre ou cinq douzaines de serveurs – et consommer plus de 15 kW.

L’alimentation d’un rack de 15 kW avec une alimentation monophasée à 120 VAC tire 125 ampères. Le cuivre nécessaire pour transporter ce courant en toute sécurité, AWG 4, mesure près d’un quart de pouce de diamètre. Il est difficile à travailler et coûteux. Il est clair que le monophasé n’est pas pratique pour de telles charges. Toutefois, dans un système triphasé, chaque conducteur, AWG 11, d’un diamètre de 0,09 pouce seulement, ne transporterait qu’environ 42 ampères. Si vous souhaitez approfondir l’arithmétique derrière cela, lisez notre blog  » Les barrettes d’alimentation triphasées, 208 V (Rack PDU) démystifiées, partie II : comprendre la capacité « .

Comment le triphasé peut aider

Votre choix d’un système d’alimentation peut vous apporter efficacité et économie, ou inflexibilité et coûts excessifs. L’alimentation monophasée est idéale pour les utilisateurs résidentiels dont la plus grande charge provient d’un sèche-linge ou d’une cuisinière électrique. Les centres de données, en revanche, doivent se pencher sur les avantages qu’apporte l’alimentation triphasée. Ceux-ci incluent :

  • Peut faire fonctionner des dispositifs de 120 VAC et 208 VAC à partir de la même source d’alimentation, en mélangeant et en assortissant les PDU selon les besoins.
  • Le triphasé vous permet de faire fonctionner tous vos dispositifs sur 120 VAC aujourd’hui, mais de passer à 208 VAC simplement en échangeant vos PDU – ce que vous pouvez faire rapidement et sans temps d’arrêt significatif.
  • Le coût du câblage diminue considérablement lorsque vous fournissez une alimentation triphasée directement à vos armoires de serveurs.
  • Le travail requis des électriciens pour installer le câblage CA, ainsi que le temps total d’installation, sont tous deux réduits.

Si vous cherchez des moyens de préparer l’avenir de votre centre de données en utilisant une alimentation triphasée, découvrez comment les PDU s’intègrent dans l’ensemble des solutions dont vous aurez besoin.

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