3相电——星形接线为什么很重要
编者注：本博客最初发表于2013年10月31日，并在2019年6月20日进行更新，加入了额外的相关链接、有关3相电、3相布线和3相星形接线的更多信息，并说明了为什么数据中心要使用3相星形接线。
在数据中心使用3相电有许多令人信服的理由。与单相电系统相比，这可以使电力公司通过更细、更便宜的电线向您输送更多的电力。利用3相电还可以承载更多的负载，因为它结合了三个相位差为120度的交流电（这样可以防止电力降至零）。
在数据中心的供电中，3相星形接线（3相电源的一种）的应用越来越普遍。下面将阐述为什么不应该忽视3相星形接线。
为什么要选择3相电？
要想理解数据中心的电源，首先需要能够辨别单相电和3相电配电之间的差异。
大多数住宅楼（单户住宅）都采用单相电，即使用通过两根火线和一根零线输送的交流电。两根火线之间的电压为240VAC（用于烤箱或烘干机等设备），任何一根火线与零线之间的电压为120VAC（用于其他电器）。
另一方面，大多数商业企业使用的是3相电，由三种交流电压组成，彼此相隔120电角度（或三分之一个周期）。这类系统通过三根火线提供电力，任何两根火线之间的电压为208VAC。电力负荷在任何时刻都是相同的，因为三个单相电路可以持续稳定地输送电力（下面的波形图直观地阐释了这个概念）。
3相电负荷稳定，所以是电机的理想选择，无需使用起动电容器。这还使得可以使用更细的电线（这意味着使用更少的铜材，从而降低安装成本，减少所需的材料）和更低（更安全）的电压，即可实现与单相电相同的电力传输。
为什么要采用3相星形接线？
在3相电系统中，有两种类型的电路可用于使三根火线的负荷保持相等。下面我们将比较三角形接线和星形接线。
三角形接线是将三个相连接成一个三角形。三角形系统总共有四根电线：三根火线和一根地线。
星形系统采用星形接线，将所有三根火线连接在一个中性点。在3相星形系统中，加上一根中性线（零线）和一根地线，共有五根线。
对比三角形和星形系统，两种系统在任何两根火线之间的电压都是208VAC，但在3相星形系统中，任何一根火线与中性线（零线）之间的电压都是120VAC。换句话说，正是星形系统的零线使得数据中心可以使用两种不同的电压，同时为3相和单相设备供电。
不要忘了三角形接线
三角形系统仍然有其用武之地，主要用于不需要零线的大型电机或加热器。三角形系统还用于电力传输，因为在这么远的距离上铺设第四根零线是很贵的。
这就是为什么配电变压器会采用三角形-星形混合布线方式。这样可以增加一根零线，使变压器可以为单相负载提供电力。
三角形接线的设备也可以使用星形接线电源供电，只需省略零线即可。例如在数据中心，如果只需要208VAC，则可使用三角形接线配电装置（PDU），当需要120VAC和208VAC电压时，即可使用星形接线PDU。
数据中心的3相星形接线
由于120VAC不能满足其功率要求，今天的许多大型刀片服务器只支持208VAC。然而，大多数数据中心仍然需要为120VAC设备供电。这就是为什么3相星形接线配电是当今不断发展的数据中心的最佳选择。
Belden的众多三相机架式和立式PDU均提供三角形和星形电源配置，以适应广泛的电气特性、插座要求、插头和插口样式以及远程监测与管理需求。点击此处进一步了解Belden提供的数据中心解决方案。
关于作者
Mike Salvador是一位从业28年的行业资深人士，致力于解决运营高效数据中心、优化网络设备性能以及交付高可用性、高敏捷性、低风险数据中心的挑战。Mike从2012年到2015年一直担任Belden的技术解决方案经理。