記得我第一篇星球號(hào)文章寫過(guò)關(guān)于電源系統(tǒng)架構(gòu)的文章，主要科普了下從工業(yè)到生活工作中的用電是怎么來(lái)的，電能是怎么一步步從發(fā)電廠轉(zhuǎn)換成我們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦杏玫降碾娫?，為我們的家電等用電器供電。這篇文章呢，我就打算更進(jìn)一步，結(jié)合自己的工作涉及到的東西，講述一下服務(wù)器電源工程師應(yīng)該了解，掌握的一些知識(shí)體系，和星球號(hào)的朋友們共同進(jìn)步！
首先，還是借用之前文章的一點(diǎn)東西，算是個(gè)“上集回顧”吧。一般來(lái)說(shuō)，從電廠發(fā)出來(lái)的電大概有10KV左右，為了降低傳輸過(guò)程中的損耗，就要提高電壓降低電流，經(jīng)過(guò)升壓到達(dá)幾十萬(wàn)伏，然后由高壓線傳輸，到達(dá)市郊后，由變電站、配電站等逐級(jí)降壓，最終以220V/380V的低壓市電提供給民用（220V）或工業(yè)用電（380V）。不過(guò)這里有一點(diǎn)需要強(qiáng)調(diào)，這個(gè)380V和220V本質(zhì)上差不多，它并不是指對(duì)地的絕對(duì)電壓380V，而是三相四線輸電模式下，相間的電壓為380V，而220V一般是單相的（如圖1）。
圖1. 電能傳輸路徑
但其實(shí)從服務(wù)器供電技術(shù)的角度來(lái)看的話，上面的描述還有點(diǎn)簡(jiǎn)單。比如這個(gè)10KV高壓是怎樣變換為380/220V電壓的，這中間需要哪些專業(yè)的設(shè)備？是否需要電能監(jiān)控？服務(wù)器用電是否可以直接使用220V交流供電，萬(wàn)一市電故障，停電了怎么辦？等等這些都是需要進(jìn)一步探討的。話不多說(shuō)，直接上圖：
圖2. IT設(shè)備電氣系統(tǒng)傳輸基本架構(gòu)
上圖中列出的是目前傳統(tǒng)的也是大規(guī)模使用的IT系統(tǒng)供配電架構(gòu)，這里的IT系統(tǒng)可以是本文重點(diǎn)講的服務(wù)器機(jī)房，也就是數(shù)據(jù)中心；也可以是通信設(shè)備的機(jī)房等等?？梢钥吹?，10KV高壓供電首先會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)高壓（也叫中壓）配電柜將發(fā)電廠的電能分配給下游用電單位，然后會(huì)經(jīng)過(guò)變壓器，降壓為380V的交流市電，為啥這里不必說(shuō)220V呢？因?yàn)槲覀冎攸c(diǎn)討論服務(wù)器也就是數(shù)據(jù)中心這種工業(yè)用電。380V在經(jīng)過(guò)低壓配電柜分配給下游用電單位，比如樓宇機(jī)房等，但為了防止市電故障，一般還要將配電后的市電接到一套集中的UPS設(shè)備，該設(shè)備和直流蓄電池配套使用，負(fù)責(zé)市電故障后持續(xù)給機(jī)房數(shù)據(jù)中心提供一定時(shí)間的電能保障。最后，經(jīng)過(guò)UPS后的380V交流電還會(huì)再經(jīng)過(guò)配電，變壓等，給到機(jī)房數(shù)據(jù)中心的交直流設(shè)備，比如服務(wù)器的PSU，空調(diào)等。
經(jīng)過(guò)上面的介紹，可以基本建立一個(gè)整體的IT設(shè)備電能傳輸框架了，起碼知道我們IT設(shè)備機(jī)房的電能是怎么一步步變壓轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的。下面再上兩張圖，循序漸進(jìn)，更加細(xì)化的看看服務(wù)器數(shù)據(jù)中心機(jī)房的一個(gè)供電架構(gòu)。
圖3. 數(shù)據(jù)中心機(jī)房電氣系統(tǒng)傳輸基本架構(gòu)
圖4. 數(shù)據(jù)中心機(jī)房電器系統(tǒng)傳輸框圖
俗話說(shuō)的好，有圖有真相，通過(guò)以上兩張圖，就能夠較為詳細(xì)直觀的描繪出我們服務(wù)器數(shù)據(jù)中心電能的供配電架構(gòu)，概括起來(lái)就是高壓電通過(guò)10KV高壓配電，變壓器降壓為380V，然后低壓配電，經(jīng)過(guò)UPS和蓄電池等備份設(shè)備，進(jìn)入核心機(jī)房，最后由列頭柜精密配電，給到機(jī)柜上的PDU，供機(jī)架上的IT設(shè)備使用。關(guān)鍵設(shè)備包括：柴油發(fā)電機(jī)、高（中）壓配電柜、變壓器、UPS系統(tǒng)、蓄電池、列頭柜、PDU。圖中HVDC是將來(lái)數(shù)據(jù)中心發(fā)展的趨勢(shì)，目前主流運(yùn)行商已經(jīng)投入使用了。以上是服務(wù)器數(shù)據(jù)中心機(jī)房級(jí)供電配電的一個(gè)簡(jiǎn)單梳理，下一篇文章會(huì)繼續(xù)看看機(jī)柜級(jí)供電是一個(gè)什么架構(gòu)，還有未來(lái)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。