Rangkaian star (bintang) dan delta (segitiga) adalah dua jenis konfigurasi yang umum digunakan dalam sistem tenaga listrik tiga fase. Berikut penjelasan sederhana tentang keduanya:
Rangkaian Star (Y)
Konfigurasi: Pada rangkaian star, setiap ujung dari tiga lilitan atau beban dihubungkan ke satu titik pusat yang disebut "titik netral". Jadi, ada empat kabel keluar: tiga untuk fasa (R, S, T) dan satu untuk netral.
Tegangan dan Arus di Rangkaian Star
- Tegangan Linier (VL) : ini adalah tegangan antar dua fasa (misalnya, antara R dan S). Tegangan ini biasanya lebih tinggi dari tegangan fasa.
- Tegangan Fasa (Vph) : ini adalah tegangan antara satu fasa dengan titik netral.
- Arus linier (IL) : Arus yang mengalir pada masing-masing kabel fasa.
- Arus Fasa (Iph) : Sama dengan arus linier, karena dalam konfigurasi star, arus fasa sama dengan arus linier.
IL = Iph
Contoh Perhitungan Rangkaian Star
Jika sistem tiga fasa memiliki tegangan linier VL = 400 V, berapa tegangan fasa Vph?
Keuntungan Rangkaian Star
- Digunakan untuk beban yang memerlukan tegangan rendah (umumnya 220V untuk beban domestik).
- Membutuhkan lebih sedikit kabel dalam transmisi.
Baca Juga : Cara mudah memahami konsep Arus dan Tegangan
Aplikasi Rangakain Star : Banyak digunakan dalam motor listrik untuk memberikan start yang lebih lembut (soft start), serta dalam sistem distribusi tenaga listrik rumah tangga.
Rangkaian Delta (Δ)
Konfigurasi: Pada rangkaian delta, ujung satu lilitan dihubungkan dengan ujung awal lilitan berikutnya, membentuk sirkuit tertutup segitiga. Tidak ada kabel netral, hanya tiga kabel keluar untuk masing-masing fasa.
Tegangan dan Arus di Rangkaian Delta
- Tegangan Linier (VL) : Sama dengan tegangan fasa (tegangan antara dua titik lilitan).
- Arus Linier (IL) : Arus yang mengalir pada tiap kabel fasa.
- Arus Fasa (Iph) : ini adalah arus yang mengalir melalui tiap lilitan atau beban.
Contoh Perhitungan Rangkaian Delta
Jika arus linier IL = 10 A, berapa arus fasa Iph?
Keuntungan Rangkaian Delta
- Cocok untuk beban yang memerlukan tegangan tinggi (380V untuk industri).
- Memberikan torsi motor yang lebih besar pada motor induksi.
Aplikasi Rangkaian Delta: Banyak digunakan dalam aplikasi industri dan motor listrik tiga fase dengan beban berat.
Peralihan Star-Delta
Dalam motor listrik, sering digunakan starter star-delta untuk mengurangi lonjakan arus saat start. Motor dimulai dalam konfigurasi star untuk mengurangi tegangan pada tiap lilitan, lalu setelah beberapa saat beralih ke konfigurasi delta untuk bekerja pada tegangan penuh dan memberikan torsi penuh.
Tabel Perbandingan Star vs Delta:
|
Aspek |
Star |
Delta |
|
Tegangan |
Tegangan fasa lebih kecil dari tegangan
linier |
Tegangan fasa sama dengan tegangan
linier |
|
Kabel Netral |
Ada kabel netral |
Tidak ada kabel netral |
|
Penggunaan |
Beban dengan tegangan lebih rendah |
Beban dengan tegangan lebih tinggi |
|
Aplikasi |
Rumah tangga, motor soft start |
Industri, motor dengan beban berat |
Starter Star-Delta (Motor Listrik)
Pada motor listrik tiga fasa, rangkaian star-delta digunakan untuk mengurangi lonjakan arus saat motor dinyalakan. Ketika motor start dalam mode star, tegangan yang diterapkan pada lilitan hanya Vph, bukan VL, yang mengurangi lonjakan arus hingga sekitar 1/3 dari arus penuhnya.
Baca juga : Jenis-jenis dan fungsi Komponen safety starter
Setelah motor mencapai kecepatan yang cukup, rangkaian beralih ke konfigurasi delta, di mana tegangan penuh diterapkan, memberikan arus dan torsi penuh pada motor.
Langkah-langkah Menghitungan Rangkaian Star dan Delta dalam Sistem Tiga Fasa.
1. Rangkaian Star (Y)
- Diketahui tegangan linier VL, maka tegangan fasa dihitung dengan
- Arus Linier IL sama dengan arus fasa Iph.
2. Rangkaian Delta (Δ)
- Diketahui tegangan linier VL, maka tegangan fasa Vph sama dengan VL.
Arus linier IL dihitung dengan,
Penerapan Rangkaian Star dan Delta di Industri
Motor listrik Tiga Fasa
Dalam aplikasi motor listrik, starter star-delta sering digunakan untuk meminimalkan lonjakan arus pada saat motor dihidupkan.
- Start dalam konfigurasi Star: Motor dimulai dalam konfigurasi star, di mana tegangan yang diterapkan pada setiap lilitan adalah Vph (lebih rendah dari tegangan linier VL). Ini berarti motor hanya menerima sekitar 1/3 dari daya penuh. Dengan tegangan lebih rendah, arus juga lebih kecil, sehingga motor berakselerasi secara perlahan tanpa lonjakan arus besar.
- Peralihan ke konfigurasi Delta: Setelah motor mencapai kecepatan sekitar 70 - 80 % dari kecepatan nominalnya, rangkaian beralih ke konfigurasi delta, di mana tegangan penuh VL diterapkan pada setiap lilitan. Ini memberikan daya penuh ke motor, dan arus yang lebih besar memungkinkan motor mencapai torsi penuh untuk bekerja pada beban yang lebih berat.
Distribusi Daya dalam Sistem Tiga Fasa
Dalam sistem distribusi tenaga listrik, konfigurasi star lebih umum digunakan di jaringan transmisi karena efisiensi penggunaan kabel dan kemampuan untuk menyeimbangkan beban menggunakan netral. Misalnya, di rumah tangga, biasanya kita mendapatkan listrik dari jaringan tiga fasa dalam konfigurasi star dengan tegangan fasa Vph = 220V dan tegangan linier VL = 380V.
- Kabel Netral : Pada konfigurasi star, adanya kabel netral memungkinkan penggunaan tegangan rendah untuk peralatan rumah tangga yang tidak memerlukan tegangan tiga fasa, seperti lampu dan peralatan elektronik.
- Penggunaan Tegangan Tinggi : Di sisi industri, konfigurasi star memungkinkan distribusi daya pada tegangan tinggi tanpa memerlukan kabel yang lebih tebal, karena arus lebih kecil pada tegangan tinggi.
Penggunaan dalam transformator
Transformator tiga fase sering menggunakan kombinasi rangkaian star-delta:
- Star - Delta : Di sisi primer (masukan), konfigurasi star sering digunakan karena mengurangi jumlah kabel dan mengizinkan penggunaan netral. Di sisi sekunder (keluaran), konfigurasi delta digunakan untuk menyuplai daya ke motor tiga fasa dengan tegangan penuh.
- Delta - Star : Sering digunakan dalam jaringan distribusi tenaga untuk menyesuaikan tegangan tinggi di sisi primer dan tegangan rendah di sisi sekunder.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar