Rangkaian star dan delta, apa perbedaannya?
Daftar isi (2 bagian)
Rangkaian star (bintang, Y) dan delta (segitiga, Δ) adalah dua cara menyambung tiga kumparan pada peralatan listrik yang menggunakan kabel listrik 3 phase, misalnya motor listrik. Starter star-delta memakai keduanya: motor dijalankan dalam hubungan star lebih dulu, lalu dipindah ke delta, supaya arus start berkurang.
Starter star-delta lazim dipakai pada motor induksi 3 phase berdaya cukup besar, misalnya di atas sekitar 5 kW (5.000 Watt). Syaratnya, motor harus dirancang bekerja dalam hubungan delta pada tegangan jaringan; lihat papan nama motor, misalnya tertulis 380/660 V atau 400/690 V Δ/Y. Pada pemanas listrik 3 phase, sambungan star atau delta hanya menentukan tegangan yang diterima tiap elemen, bukan cara start.
Kelebihan Rangkaian Star dan Delta
Mengapa sih kita perlu menggunakan koneksi star dan koneksi delta ini?
- Untuk mengurangi lonjakan arus listrik pada saat awal motor berputar (arus start pada star sekitar 1/3 dibanding start langsung dalam delta)
- Mengurangi turunnya tegangan jaringan saat motor start, sehingga peralatan lain yang satu jaringan tidak terganggu
- Dapat membantu menjaga supaya peralatan yang dioperasikan lebih awet
Sistem Kerja
Gambar di bawah ini adalah salah satu bentuk dari motor 3 phasa yang banyak digunakan di industri.
Pada gambar diatas tampak terminal motor yang rangkaian kontrolnya terdiri 3 kumparan yaitu :
- Kumparan U – Dengan nama masing-masing ujungnya U1 – U2
- Kumparan V – Dengan nama masing–masing ujungnya V1 – V2
- Kumparan W – Dengan nama masing-masing ujungnya W1 – W2
Dengan demikian ada 6 buah terminal yang ada di motor.
Rangkaian Star
Selanjutnya agar lebih mudah dalam penjelasan mengenai hubungan star dan delta, kita ambil contoh peralatan motor listrik 3 phasa.
Jika kita membuat hubungan star maka yang terjadi pada kumparan motor tersebut adalah sbb:
Gambar di atas menunjukan susunan kumparan motor yang dihubungkan secara star (bintang, simbol Y) yang bentuk susunannya mirip seperti lambang mobil mercy.
Pada gambar tampak bahwa terminal W2, U2, dan V2 digabung menjadi satu.
Gambar di bawah ini, terlihat kondisi terminal motor yang sudah diatur sedemikian rupa untuk hubungan antar kumparan motor secara star.
Sesuai dengan standar hubungan star pada kumparan motor, maka pada gambar terminal motor diatas ada bagian terminal motor yang digabung satu dengan yang lainnya dengan menggunakan lempengan tembaga, terminal motor tersebut adalah U2, V2, dan W2.
Berikut ini adalah sifat hubungan antar kumparan motor secara star:
- Tegangan pada tiap kumparan hanya tegangan antarfasa dibagi √3 (sekitar 58%), misalnya 400 V ÷ 1,732 ≈ 230 V
- Arus start lebih kecil, sekitar 1/3 dibanding start langsung dalam delta
- Torsi start juga lebih kecil, sekitar 1/3 dibanding delta, sehingga motor sebaiknya di-start dengan beban ringan
- Kecepatan putar praktis sama dengan delta, karena kecepatan ditentukan frekuensi listrik dan jumlah kutub motor
Dengan demikian, karena arus start-nya kecil, rangkaian star cocok digunakan untuk memulai putaran awal pada motor listrik.
Rangkaian Delta
Selanjutnya jika kita membuat hubungan kumparan motor sistem delta, maka yang terjadi pada kumparan motor adalah sbb:
Gambar diatas menunjukan susunan kumparan motor yang dihubungkan secara delta yang bentuknya mirip segitiga yang merupakan lambang delta.
Masing –masing sudut dari segitiga, merupakan pertemuan 2 ujung kumparan motor, yaitu terminal W2 – U1, U2 – V1 dan V2 – W1.
Gambar dibawah ini menunjukkan kondisi terminal motor yang sudah diatur sedemikian rupa agar hubungan antar kumparan motor secara delta.
Berikut ini adalah sifat hubungan antar kumparan motor secara delta:
- Tiap kumparan menerima tegangan antarfasa penuh, misalnya 400 V
- Arus dan torsi penuh, sekitar 3 kali dibanding hubungan star, sehingga cocok untuk kerja normal motor
- Kecepatan putar praktis sama dengan star
Motor dengan kapasitas kecil (di bawah sekitar 5 kW atau 5.000 Watt) umumnya cukup dijalankan langsung (DOL, direct on line), sedangkan motor di atas sekitar 5 kW sering dijalankan dengan kombinasi star lalu delta.
| Sifat | Star (Y) | Delta (Δ) |
|---|---|---|
| Sambungan ujung kumparan | U2, V2, W2 disatukan | W2–U1, U2–V1, V2–W1 |
| Tegangan per kumparan | Tegangan antarfasa ÷ √3 (≈58%) | Tegangan antarfasa penuh |
| Arus start | ≈1/3 dibanding delta | Penuh |
| Torsi start | ≈1/3 dibanding delta | Penuh |
| Kecepatan putar | Sama (ditentukan frekuensi dan jumlah kutub) | Sama |
| Pemakaian pada starter star-delta | Saat start | Saat kerja normal |
Kombinasi Rangkaian Star dan Delta
Cara mengkombinasikannya adalah dengan mengoperasikan motor secara star dahulu, setelah motor berputar mendekati kecepatan normal (biasanya beberapa detik kemudian) barulah ubah menggunakan koneksi secara delta.
Peringatan keselamatan: panel star-delta bekerja pada tegangan 3 phase (380–400 V antarfasa) yang sangat berbahaya. Perakitan dan perbaikan panel sebaiknya dikerjakan teknisi yang kompeten. Sebelum bekerja, matikan sumber listrik, kunci dan beri tanda pada pemutusnya, lalu pastikan tidak ada tegangan dengan alat ukur.
Berikut ini adalah contoh rangkaian lengkap dengan barang-barang yang diperlukan untuk membuat rangkaian star delta yang biasa digunakan untuk mengoperasikan motor 3 phasa.
Breaker
Berfungsi untuk memutus dan mengalirkan sumber listrik ke rangkaian, sekaligus pengaman hubung singkat. Gunakan breaker 3 pole yang ukurannya disesuaikan dengan arus motor.
Magnetic Contactor
Berfungsi untuk memutus dan mengalirkan sumber listrik ke motor 3 phasa. Pada rangkaian terdapat 3 buah kontaktor yang mengatur posisi star atau delta koneksi kumparan motor.
Jika rangkaian sedang pada mode star, maka yang aktif kontaktor A dan C. Jika mode delta aktif, maka kontaktor yang aktif adalah A dan B. Kontaktor star (C) dan delta (B) tidak boleh aktif bersamaan karena akan terjadi hubung singkat; karena itu keduanya dipasang interlock.
Thermal Overload
Berfungsi sebagai pengaman beban lebih: bila arus motor melebihi setelan dalam waktu tertentu, thermal overload memutus rangkaian kontrol sehingga kontaktor lepas dan motor berhenti.
Relay
Berfungsi untuk mendukung rangkaian star delta beroperasi dengan baik.
Timer
Berfungsi untuk mengatur waktu perpindahan dari star ke delta.
Select Switch
Berfungsi untuk mengatur rangkaian star ke delta berjalan secara otomatis ataupun manual.
Pilot Lamp
Berfungsi sebagai indikator rangkaian, lampu akan menyala apabila rangkaian star delta berjalan secara otomatis.
Busbar Untuk Jalur Netral
Berfungsi untuk membuat pengkabelan jalur netral pada rangkaian tersusun secara rapi.
Tombol Off, Star, Delta
Berfungsi untuk menjalankan rangkaian apabila berada di mode manual, sehingga motor akan beroperasi jika tombol star ditekan dan akan berpindah ke delta, apabila tombol delta ditekan.
Terminal Kabel
Berfungsi untuk membuat pengkabelan dari rangkaian star delta ke motor lebih rapi
Kabel
Untuk Kabel jalur kontaktor ke motor, ukuran disesuaikan dengan arus motor yang akan dikontrol. Sedangkan kabel rangkaian kontrol antar komponen pendukung rangkaian star delta cukup berukuran 0,75 mm².
Box Panel
Untuk menyimpan peralatan-peralatan yang pendukung rangkaian star delta tersebut diatas.
Semakin menarik kan pembahasan kita mengenai kelistrikan? Jangan lupa untuk mampir ke artikel lainnya di blog S-Gala ya!
Butuh komponen panel seperti MCB, kontaktor, atau kabel? Tanyakan ketersediaannya ke admin S-Gala lewat WhatsApp.
