中国金海数据中心K13-250KVA隔离变压器一次性向我单位订购75台K13隔离变压器一次性测试通过，1、前言变压器，顾名思义就是起“电压变换”的作用；隔离变压器，顾名思义就是起“电气隔离”的作用。在数据中心和机房建设的发展里程中，变压器曾经和正在发挥着重要作用，例如：•交流电压变换作用：把不同供电制式的电压变换为负载所需要的电压，例如三相380V变为三相460V、单相120V（北美）变为单相100V（日本）；•接地系统变换作用，把上线TN-S接地系统转换为下线的TT或IT接地系统；•谐波治理的作用，例如△/Y型连接可消除H3次谐波、曲折星型(Zigzag)可消除H5/H7次谐波、K13变压器可承受 线性负载+ 非线性负载等；•在工频机UPS逆变器电路中，起到输出电压的提升作用；•在12脉冲整流器中，起到30°移相作用；•在特殊电路中，把三相交流变换为单相交流输出(Scott-transformer) 等。数据中心对变压器的应用可以追溯到UPS应用于计算机，大约开始在60年代。随着计算机设备的发展及通信方式的演变，变压器在数据中心的主要作用逐渐聚焦在“电气隔离”和“谐波抑制”这两个方面。在数据中心的配电系统中，由于负载基本上为单相负载，因此普遍应用的接地系统为TN-S，这不仅是因为TN-S可以比较方便地形成三个相互关联而又彼此独立的单相电路，而且从人身安全角度考虑它的保护性是较好的、从电磁兼容性角度考虑，它是EMC性能最好的，因此在数据中心获得广泛的应用，但这并不能排除TN-S具有的不利因素：TN-S系统的中性线N自主低压变压器二次侧进行一次接地之后，无论供电路径多长都不允许做二次接地，除非增加隔离变压器；而供电线路越长，线路阻抗越大、压降也越大，而计算机负载又往往要求“零地电压”不能过高。因此1997年开始的早期数据中心建设中，为了降低“零地电压”，在负载列头柜(PDU)中往往设计有隔离变压器。尽管这个建议只是部分计算机生产厂家的要求，但在国家标准《电子信息系统机房设计规范GB50174-2008》中，已经对机房供电系统的零地电压明确为“小于2V”，并且同时注明“应满足设备使用要求”。因此变压器成为数据中心供配电回路中不可或缺的环节，这实际上是应用了变压器的“电气隔离”作用。2000年以前的计算机、服务器、存储设备、通信设备等IT负载，大都采用了开
2 / 9 关型电源模块(RCD负载)，由于谐波含量较高(THDI≈90%)而输入功率因数较低(PF≈0.65)，如果单纯采用普通电气隔离的双绕组变压器往往承受不了这样大的谐波，变压器的温升较高以致于在短期内损坏，因此负载列头柜PDU中往往引入K因数变压器(K-Factor transformer)，这就是变压器的“谐波抑制”作用。 但是，当今的数据中心是否仍然必须沿用以往的模式？这就是我们需要搞清楚的问题，也是数据中心架构设计工程师必须面对的问题，它不仅关系到数据中心的安全运行，还关系到数据中心整体的能源效率、TCO的成效以及工程设计实施的效果。 2、 K因数变压器的特性与作用 2.1. 什么是K因数(K-Factor)? 简言之，K因数是用来标识变压器因为谐波电流而产生热效应的一个数值，是负载谐波成份的函数。 对于大多数电子设备来说，它们都是典型的非线性负载，因而含有较高的K因数，例如K10 - K15等。 从严格意义上来说，K因数是变压器杂散损耗的倍（系）数，杂散损耗通常是指变压器扣除了铁损、铜损之后由谐波电流引起的附加损耗。例如某一变压器在满载时具有200W的杂散损耗，如果负载的K因数为10，则变压器的损耗约为10 x 200 = 2,000W。如果一台同等容量的变压器具有400W的杂散损耗，对于相同的负载(K=10)，则该变压器的热损耗变为4,000W。尽管两台变压器的容量相同、负载相同，但后者将产生额外的2,000W损耗，因此其温升会高于前者。 下图表示有100kVA K-15的负载，如果采用100kVA K13变压器供电，则变压器将会产生过热；如果采用100kVA K-20变压器供电，则不会产生过热，不会损坏。
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