PDU 是什么意思?机柜电源分配单元的作用、类型与规格
在机房和数据中心里,PDU 是 Power Distribution Unit 的缩写,即电源分配单元:装在机柜里,把上游一个回路的电分给柜内设备,并提供保护、计量和远程控制。按功能分基本型、计量型、智能型三类;看规格只看输入接多大的回路、输出有几个什么样的插孔。网络通信里的 PDU 是协议数据单元,与供电无关。
PDU 是什么意思,要先看语境。在机房和数据中心里,PDU 是 Power Distribution Unit 的缩写,中文叫电源分配单元,也常被叫作机柜 PDU、机柜电源插座或电源分配器。它是供电链路的最后一级:上游列头柜的一个回路接进来,在机柜里分成几个到几十个插孔,给服务器、交换机、存储的电源供电,同时在这一级做过流保护,智能型还能计量电流和电量、远程开关单个插孔。在计算机网络和通信领域,PDU 则是 Protocol Data Unit(协议数据单元)的缩写,指每一层协议传递的数据单位,两者只是缩写相同。下文先讲机柜 PDU,后面再把同名缩写列清楚。
PDU 在机房供电链路的哪一环
一台服务器的电,从市电到电源模块要经过好几级:
市电 / 柴油发电机
→ 低压配电柜(含 ATS 双电源切换)
→ UPS
→ UPS 输出配电柜
→ 列头柜(精密配电柜)或母线槽插接箱 英文资料里常叫 floor PDU
→ 机柜 PDU(rack PDU,本文所说的 PDU)
→ 服务器、交换机的电源模块
机柜 PDU 的输入,就是列头柜里的一个支路断路器;双路供电的机柜有两条 PDU,分别接 A、B 两路的支路。所以 PDU 能带多少设备,首先取决于上游给它的那个回路有多大。
英文语境里有一个容易混淆的地方:数据中心设计资料里的“PDU”经常指落地式配电柜,内含变压器和几十路支路开关,容量几十到几百 kVA;机柜里的那一条为了区分,常写作 rack PDU 或 rPDU。看国外设备清单或方案时,先确认指的是哪一种。
机柜 PDU 在这一级承担四件事:
- 分配:把一个回路分成多个插孔,每台设备一根电源线;
- 保护:整条或分组配断路器,某一组过载只断开这一组;
- 计量:显示或上报电流、功率、电量,是机柜用电管理和按度计费的数据来源;
- 控制:开关型 PDU 可以远程断开、接通单个插孔,或设置上电延时。
基本型只做前两件,计量型加上第三件,智能型才四件都能做。
基本型、计量型、智能型 PDU 有什么区别
厂家的叫法不统一,按“能看到什么、能控制什么”来分最清楚:
| 类型 | 英文常见叫法 | 本地显示 | 远程读数 | 计量到哪一级 | 远程开关插孔 | 典型用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 基本型 | Basic | 无,最多有指示灯 | 无 | 不计量 | 不能 | 负载稳定、不需要看电流的机柜 |
| 计量型 | Metered | 有,显示整条或每相电流 | 无 | 整条、每相或每组 | 不能 | 上架前到现场看一眼余量 |
| 监测型 | Monitored,或带网口的 Metered | 有 | 有,Web、SNMP | 整条、每相或每组 | 不能 | 需要长期采集、按度计费的托管机柜 |
| 插孔计量型 | Outlet Metered | 有 | 有 | 每个插孔 | 不能 | 一柜多客户,要分清每台设备用了多少电 |
| 开关型 | Switched | 有 | 有 | 整条或每组 | 能 | 无人值守机房、要远程断电重启的设备 |
| 开关加插孔计量型 | Switched with Outlet Metering | 有 | 有 | 每个插孔 | 能 | 两种需求都有 |
表里后四种通常统称智能 PDU。几点说明:
- 智能 PDU 能读到的数据:常见有电压、电流、有功功率、视在功率、功率因数和累计电量(kWh),部分型号还能接温湿度、门磁等外置传感器,超过阈值时通过 SNMP Trap 或邮件告警,具体以产品规格为准。
- 计量精度:要用来按度给客户计费时,看规格书标注的计量精度,并核对与机房总表、列头柜读数的差异是否在可接受范围内。
- 开关型的用处:没有 BMC 的设备(老服务器、部分交换机、PC)死机时,远程断电再上电就能恢复;整柜上电时按插孔依次延时,错开启动电流;空闲插孔关掉,防止私自接入设备。远程断电会直接切断设备电源,操作前先确认插孔对应的是哪台机器。
PDU 规格怎么读:以一条 32A PDU 为例
PDU 的规格通常写成一长串,例如:
0U 竖装,单相 32A 输入,IEC 60309 工业插头(2P+E),3 m 输入线;输出 20 × C13 + 4 × C19,分 2 组,每组 16A 断路器;整条计量,带网口。
逐项拆开:
| 字段 | 含义 | 选型时核对什么 |
|---|---|---|
| 0U 竖装 | 装在机柜后部立柱旁,不占 U 位 | 机柜深度和侧面空间放不放得下,放不下改用 1U 横装 |
| 单相 32A 输入 | 整条 PDU 从上游取电的上限 | 列头柜的支路断路器不能大于 PDU 的输入额定 |
| IEC 60309 工业插头(2P+E) | 输入连接器,单相为三针 | 机房提供的是工业插座、国标插座还是端子接线 |
| 3 m 输入线 | 从 PDU 到上游插座的长度 | 上走线还是下走线,长度够不够,会不会盘一大圈 |
| 20 × C13 + 4 × C19 | 插孔类型和数量 | C13 给普通服务器和交换机,C19 给大功率电源 |
| 分 2 组,每组 16A 断路器 | 插孔分组和分组保护 | 每组负载不超过该组断路器额定的 80% |
| 整条计量,带网口 | 计量粒度和通信方式 | 管理系统能否通过 SNMP 等方式采集 |
输入规格决定了这条 PDU 最多能带多少设备。按国内 220 V 相电压计算:
| 输入规格 | 计算 | 视在功率 | 长期按 80% 使用 |
|---|---|---|---|
| 单相 10A | 220 V × 10 A | 2.2 kVA | 1.76 kVA |
| 单相 16A | 220 V × 16 A | 3.52 kVA | 2.82 kVA |
| 单相 32A | 220 V × 32 A | 7.04 kVA | 5.63 kVA |
| 三相 16A | 3 × 220 V × 16 A | 10.56 kVA | 8.45 kVA |
| 三相 32A | 3 × 220 V × 32 A | 21.12 kVA | 16.9 kVA |
三相 PDU 的线电压是 380 V,但插孔按相分组,每组得到的仍是 220 V,三组负载要尽量均衡。双路供电的机柜,两条 PDU 的容量不能相加:一路断电时另一路要带起全柜,可用容量按单条算。
输入连接器常见三种:国标 10A、16A 插头,用于 10A、16A 单相输入;IEC 60309 工业连接器,用于 16A、32A 的单相或三相,单相为 2P+E 三针,三相为 3P+N+E 五针,并按电压用颜色区分,200~250 V 为蓝色,380~480 V 为红色;大电流或固定安装的 PDU 也有直接用端子接线的。输出插孔以 IEC 60320 的 C13(10A)和 C19(16A)为主,国内也常见国标 10A 插孔。
PDU 是什么设备:和 UPS、ATS、列头柜怎么区分
机房里几种配电设备名字相近、位置相邻,按“在链路中的位置”和“有没有电池或切换”来区分:
| 设备 | 在链路中的位置 | 有无电池或切换 | 主要作用 |
|---|---|---|---|
| UPS | 低压配电柜之后、列头柜之前 | 有电池,市电中断时继续供电 | 后备供电、稳压稳频 |
| 列头柜、精密配电柜 | UPS 输出之后,通常一列机柜一台 | 无 | 把 UPS 输出分成每个机柜的支路,配断路器和支路计量 |
| 机架式 ATS | 机柜内,两路输入分别取自 A、B 路 | 有切换,无电池 | 两路输入、一路输出,让单电源设备也能接两路电 |
| 机柜 PDU | 机柜内,最末一级 | 无 | 分配到每台设备,分组保护,计量与控制 |
| 普通插线板 | 办公、家用环境 | 无 | 临时取电,按家用 10A 设计,不适合放进服务器机柜 |
也有把两种功能合在一起的产品,例如带 ATS 的 PDU:两路输入,内部自动切换,输出给一排插孔,适合单电源设备较多的机柜。
PDU 的其他意思:协议数据单元等同名缩写
搜索“PDU 是什么意思”,结果里常混着几种完全不同的东西:
| 领域 | 全称 | 中文 | 含义 |
|---|---|---|---|
| 机房供配电 | Power Distribution Unit | 电源分配单元 | 本文所说的机柜 PDU,以及英文资料里的落地式配电柜 |
| 计算机网络 | Protocol Data Unit | 协议数据单元 | 每一层协议传递的数据单位:数据链路层叫帧,网络层叫分组或数据包,传输层 TCP 叫报文段,UDP 叫数据报 |
| SNMP 网管 | Protocol Data Unit | 协议数据单元 | SNMP 报文里的操作类型,如 GetRequest、GetNextRequest、GetBulkRequest、SetRequest、Response、SNMPv2-Trap、InformRequest |
| 5G 移动通信 | PDU Session | PDU 会话 | 终端与数据网络之间建立的连接 |
| 新能源汽车 | Power Distribution Unit | 高压配电单元 | 把动力电池的高压电分配给电机控制器、空调压缩机等部件的高压配电盒 |
机房里恰好有两种 PDU 会碰在一起:智能 PDU 通常通过 SNMP 接入监控,管理系统发出的每一个 GetRequest,本身就是一个 SNMP PDU。接入前可以先用 net-snmp 工具确认通信正常:
# 读取智能 PDU 的设备描述和运行时间,确认 SNMP 可达(团体名以实际配置为准)
snmpget -v2c -c public 10.30.0.21 SNMPv2-MIB::sysDescr.0 SNMPv2-MIB::sysUpTime.0
# 遍历厂家私有 MIB 子树,查找电流、功率、电量对应的 OID
snmpwalk -v2c -c public 10.30.0.21 1.3.6.1.4.1
电流、功率等数据的具体 OID 在厂家的 MIB 文件里,以厂家文档为准。PDU 的管理口只接管理网,出厂默认的团体名和 Web 密码要改掉,支持 SNMPv3 的优先用 v3。
选机柜 PDU 前先回答四个问题
- 机房给这个机柜的是什么回路? 单相还是三相、16A 还是 32A、插座还是端子,决定 PDU 的输入规格和连接器。
- 柜里设备的电源入口是什么? C14 入口配 C13 插孔,C20 入口配 C19 插孔,数清数量再留余量。
- 要不要远程看电流、按度计费? 要的话选监测型或插孔计量型,并确认能接入你的管理系统。
- 有没有需要远程断电重启的设备? 有不带 BMC 的老设备,或者是无人值守的站点,就选开关型。
安装空间决定 0U 竖装还是 1U 横装,放在最后核对即可。
在管理系统里怎么落地
智能 PDU 的价值在于数据被长期采集,而不是偶尔到现场看一眼显示屏。Toplink DCIM 可以把机柜内的智能 PDU 统一纳管,实时计量用电,首页按机房汇总用电量;设备所在的机柜和 U 位记录在机柜与资产管理里,哪个机柜装了哪些设备、这个机房的用电离供电容量还有多少余量,都能在后台查到。PDU 采集的是机柜这一级,UPS、空调等设施层面的数据由动环监控负责,两类系统的分工见 DCIM 是什么。
常见问题
rPDU 和 PDU 是一回事吗?
rPDU 是 rack PDU 的缩写,专指机柜 PDU。英文资料里单写 PDU 时,有时指落地式的配电柜(floor PDU),容量以几十到几百 kVA 计,相当于国内的列头柜或精密配电柜;看到“150 kVA PDU”这类说法,指的就不是机柜里的那一条。
PDU 的 C13 插孔能插国标插头吗?
不能直接插,C13 插孔只接 C14 插头。设备的电源入口本身是 C14 的,换一根 C14 转 C13 的电源线即可;电源线不能拆的设备,选带国标插孔或混合插孔的 PDU。不要长期靠转换头,接触不良时容易发热。
智能 PDU 的管理模块坏了,插孔还会供电吗?
要看产品设计。不少智能 PDU 的计量通信模块与配电回路相互独立,模块故障或更换时插孔照常供电;开关型 PDU 的继电器在模块故障或断电重启后保持什么状态,各厂家不同,采购前在规格书里确认。