Bengkeltv.id – Pengertian dan Perhitungan Instalasi Star Delta Secara Lengkap. Instalasi Star Delta adalah salah satu metode yang paling umum digunakan untuk mengurangi arus start yang tinggi pada motor listrik berdaya besar. Pada motor listrik, saat dinyalakan, arus yang dibutuhkan untuk memulai putaran dapat sangat besar, bahkan mencapai beberapa kali lipat arus nominal motor. Untuk mengatasi masalah ini, sistem Star Delta menawarkan solusi yang efisien dengan membagi proses pengoperasian motor menjadi dua tahapan. Pada tahap awal, motor akan dihubungkan dalam konfigurasi Star (Y), yang memungkinkan pengurangan arus start hingga sepertiga dari arus nominal. Setelah motor mencapai kecepatan tertentu, sistem kemudian beralih ke konfigurasi Delta (Δ), yang memungkinkan motor beroperasi pada kapasitas penuh.
Penting untuk melakukan perhitungan yang tepat dalam instalasi Star Delta agar sistem dapat berjalan dengan efisien dan aman. Dalam artikel ini, kita akan membahas secara rinci langkah-langkah Perhitungan Instalasi Star Delta, termasuk penentuan komponen yang tepat dan pengaturan tegangan serta arus yang sesuai.
Memahami dengan baik proses perhitungan ini sangatlah penting, khususnya bagi para teknisi dan engineer yang terlibat dalam proses instalasi, pengoperasian, dan pemeliharaan motor listrik. Perhitungan yang akurat akan memastikan bahwa sistem tidak hanya bekerja dengan optimal tetapi juga mengurangi risiko kerusakan akibat arus berlebih dan meningkatkan umur pakai motor listrik tersebut.
Pengertian Rangkaian Star Delta
Rangkaian bintang-delta adalah sebuah konfigurasi sirkuit yang banyak digunakan dalam sistem kelistrikan, terutama untuk mengoperasikan motor listrik tiga fasa. Secara umum, rangkaian ini dapat digunakan baik dalam sistem tenaga listrik satu fasa maupun tiga fasa. Namun, penerapannya yang paling umum ditemukan adalah pada sistem tenaga listrik tiga fasa.
Alasan utama mengapa rangkaian bintang-delta sering dipilih untuk motor listrik tiga fasa adalah karena motor jenis ini membutuhkan daya yang besar pada saat memulai operasionalnya, atau yang dikenal dengan istilah “start-up current.” Motor tiga fasa, pada umumnya, memiliki kebutuhan daya awal yang lebih tinggi dibandingkan motor satu fasa. Dalam kondisi ini, rangkaian bintang-delta memberikan solusi yang efisien, karena mampu mengurangi tegangan awal yang diterima motor, sehingga mengurangi beban pada motor dan sistem kelistrikan secara keseluruhan saat motor pertama kali dihidupkan.
Pada fase awal, motor akan beroperasi dengan konfigurasi bintang, yang mengurangi tegangan yang diterima motor, sehingga arus start-up menjadi lebih rendah. Setelah motor mencapai kecepatan operasi yang stabil, rangkaian kemudian beralih ke konfigurasi delta, yang memberikan tegangan penuh pada motor untuk memastikan motor beroperasi dengan daya maksimal.
Dengan demikian, penggunaan rangkaian bintang-delta tidak hanya membantu dalam menghemat energi, tetapi juga memastikan motor beroperasi dengan lebih efisien dan aman, terutama pada aplikasi yang memerlukan start-up yang mulus dan pengurangan risiko kerusakan akibat lonjakan arus. Itulah sebabnya rangkaian ini sangat populer dalam berbagai sistem kelistrikan industri yang mengKalianlkan motor tiga fasa.
Fungsi Rangkaian Star Delta
Rangkaian star delta memiliki fungsi dan kelebihan yang penting dalam pengoperasian motor listrik. Berikut ini adalah ulasan lebih lengkap mengenai fungsi dan kelebihan lainnya:
1. Mengurangi arus start
Fungsi utama dari rangkaian star-delta adalah untuk mengurangi jumlah arus start yang terjadi saat motor listrik pertama kali dihidupkan. Dengan mengaplikasikan koneksi star-delta, arus yang mengalir ke motor dapat ditekan secara signifikan, sehingga mengurangi beban pada sistem kelistrikan dan melindungi komponen motor serta peralatan lainnya dari kerusakan yang disebabkan oleh lonjakan arus.
2. Tidak mengurangi torsi
Salah satu keuntungan penting dari rangkaian star-delta adalah kemampuannya untuk mengurangi arus start tanpa memengaruhi torsi yang dihasilkan oleh motor listrik. Meskipun tegangan awal lebih rendah, motor tetap dapat menghasilkan torsi yang cukup untuk memutar beban yang terhubung, memastikan kinerja yang optimal tanpa gangguan.
3. Stabilisasi tegangan
Koneksi star-delta juga berfungsi untuk menstabilkan tegangan dan arus pada motor listrik. Dengan mengurangi fluktuasi tegangan yang sering terjadi saat motor dihidupkan, rangkaian ini menjaga kestabilan kinerja motor dan peralatan lainnya, memastikan bahwa semua komponen dalam sistem kelistrikan bekerja dengan efisien dan stabil.
4. Proteksi kelebihan beban
Rangkaian star-delta juga dilengkapi dengan mekanisme proteksi terhadap kelebihan beban. Jika motor listrik mengalami beban yang melebihi kapasitasnya, rangkaian ini dapat secara otomatis memutuskan pasokan daya untuk melindungi motor dari kerusakan yang disebabkan oleh beban berlebih. Dengan demikian, sistem ini membantu memperpanjang umur operasional motor dan mencegah kerusakan jangka panjang.
Dengan berbagai fungsi dan kelebihannya, rangkaian star-delta menjadi pilihan yang sangat populer dalam pengoperasian motor listrik tiga fasa. Rangkaian ini tidak hanya melindungi motor dari lonjakan arus start, tetapi juga menjaga stabilitas kinerja sistem kelistrikan secara keseluruhan, meningkatkan efisiensi, dan memperpanjang usia operasional motor.
Cara Kerja Rangkaian Star Delta
Cara kerja rangkaian star-delta sebenarnya cukup sederhana dan terorganisir. Berikut adalah penjelasan lebih rinci mengenai cara kerjanya:
- Aktivasi Sirkuit
Saat tombol push ditekan, tegangan dari Circuit Breaker (MCB) akan mengalir ke kumparan magnetik pada kontaktor (K1). Kumparan ini terhubung ke terminal Normally Open (NO) pada K1, yang berfungsi sebagai pengunci ketika tombol push button dimatikan (off). - Arus Mengalir ke Timer
Setelah itu, arus listrik akan mengalir ke timer melalui terminal kumparan K1. Timer ini digunakan untuk mengatur durasi perpindahan dari koneksi star (bintang) ke delta, yang memastikan transisi yang mulus dalam pengoperasian motor. - Koneksi ke Kontaktor K3
Tegangan dari terminal Normally Closed (NC) pada kumparan K1 kemudian mengalir ke kumparan magnetik pada kontaktor K3. Kumparan ini bertugas mengendalikan perpindahan rangkaian dari mode star ke mode delta. - Mode Star (Bintang)
Pada tahap awal, kontaktor K1 mengalirkan tegangan fase R-S-T ke gulungan elektromotor, sehingga motor beroperasi dalam mode star. Pada tahap ini, motor menerima tegangan rendah, yang membantu memulai operasinya dengan arus yang lebih kecil. - Stabilisasi Arus dengan Timer
Setelah motor mulai berjalan pada tegangan rendah, timer akan mengatur waktu dan memastikan arus pada rangkaian menjadi lebih stabil. Hal ini memberikan kontrol lebih baik terhadap performa motor dan mengurangi lonjakan arus yang berbahaya. - Perpindahan ke Mode Delta
Setelah waktu yang ditentukan oleh timer tercapai, terminal Normally Open (NO) pada kontaktor K2 dan K3 akan terhubung, mengalirkan tegangan fase R-S-T penuh ke gulungan elektromotor. Rangkaian beralih dari mode star ke mode delta, yang memungkinkan motor beroperasi pada kapasitas penuh. - Matikan Sistem
Terakhir, ketika tombol push button dimatikan (off), semua aliran arus pada rangkaian akan terputus, dan motor berhenti beroperasi.
Dengan langkah-langkah yang terkoordinasi ini, rangkaian star-delta mengatur koneksi antara motor dan sumber daya listrik dengan efisien. Perpindahan dari mode star ke mode delta memungkinkan motor memulai operasionalnya dengan arus yang lebih rendah, mengurangi tekanan pada sistem daya, serta melindungi komponen motor dan peralatan lainnya dari kerusakan yang disebabkan oleh lonjakan arus.
Perhitungan Instalasi Star delta
Sebuah motor listrik 3 fasa akan dipasang sebagai pompa bahan mentah minyak di sebuah industri kilang minyak. Berdasarkan data yang tertera pada nameplate, spesifikasi motor tersebut adalah sebagai berikut:
- Tegangan: 400 V
- Daya Aktif: 17 kW
- Effisiensi: 90%
- Cos phi: 0,80 lag
Maka, berapa besar arus yang mengalir di sisi Main, Delta, dan Star? Serta berapa rating komponen yang dibutuhkan untuk Main, Delta, Star, dan thermal overloadnya? Berikut Perhitungan Instalasi Star Delta secara lengkap :
1. Total Arus Penuh (I fla = arus beban penuh)
I = P / (V * akar3 * eff * cos phi)
I = 17000 / (400 * akar3 * 0,9 * 0,8)
I = 34,1 A
2. Arus sisi Main & Delta (Imd = arus Main & arus Delta)
Imd = 34,1 A / akar3
Imd = 19,69 A
3. Arus sisi Star
Is = 34,1 A / 3
Is = 11,37 A
4. Nilai Setting Thermal Overload
I tor = I m x 125%
I tor = 19,69 A x 125%
I tor = 24,61 A
Jadi, spesifikasi yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:
MCCB = 40 A
Kontaktor Main = 25 A
Kontaktor Delta = 25 A
Kontaktor Star = 16 A
TOR = dengan nilai setting antara 16A hingga 32 A
Catatan:
- Pada poin no.4 tidak harus selalu dikalikan dengan 125% dan bisa disesuaikan sesuai kebutuhan dan tingkat kerusakan di lapangan. Biasanya, nilai setting berkisar antara 110% hingga 150%.
- Pada poin no.4, bisa menggunakan salah satu dari arus Main atau Delta. Thermal Overload Relay bisa ditempatkan di bawah kontaktor Main atau Delta. Umumnya, lebih banyak ditempatkan bersamaan di bawah kontaktor Main.
- Pada spesifikasi TOR (spesifikasi no.5), dapat disesuaikan dengan produk yang tersedia di pasaran. Demikian juga, MCCB dan Kontaktor bisa disesuaikan dengan ampere yang dibutuhkan sesuai dengan produk yang tersedia di pasaran.
Jenis Rangkaian Star Delta
Setelah memahami Perhitungan Instalasi Star Delta, nah berikutnya adalah Jenis Rangkaian Star Delta, secara lengkap:
1. Rangkaian Star Delta Manual
Rangkaian ini menggunakan 3 push button, yaitu push button on star, push button on delta, dan push button off. Perpindahan dari mode star ke delta pada rangkaian ini dilakukan secara manual dengan menggunakan 3 push button tersebut. Berikut adalah karakteristiknya:
- Tidak memerlukan wiring yang kompleks.
- Tidak memerlukan timer sebagai komponen penyusun.
- Motor dapat terbakar jika tombol push button delta ditekan terlalu lama.
- Perpindahan dari mode star ke delta dilakukan secara manual sesuai dengan insting.
2. Rangkaian Star Delta Otomatis
Jenis rangkaian ini menggunakan timer sebagai komponen penyusunnya agar dapat bekerja secara otomatis. Berikut adalah karakteristik lainnya:
- Memiliki sistem wiring yang rumit.
- Timer memudahkan proses perpindahan dari mode star ke delta.
- Dengan adanya timer, waktu perpindahan dapat diatur sesuai kebutuhan.
- Hanya terdapat dua push button dalam rangkaian ini.
Penutup
Sebagai penutup, perhitungan instalasi star-delta memegang peranan yang sangat krusial dalam memastikan sistem kelistrikan, terutama yang melibatkan motor listrik tiga fasa, berfungsi secara optimal dan aman. Perhitungan yang akurat tidak hanya penting untuk menghindari masalah teknis seperti lonjakan arus saat motor dihidupkan, tetapi juga untuk menjaga agar sistem kelistrikan tetap stabil sepanjang operasionalnya. Dengan menggunakan rangkaian star-delta, kita dapat mengurangi arus start yang berlebihan, mengurangi beban pada sistem daya, dan mengoptimalkan efisiensi energi.
Selain itu, penting untuk memperhatikan setiap aspek dalam instalasi, seperti pemilihan ukuran kabel, pengaturan waktu yang tepat pada timer, serta perhitungan kapasitas kontaktor dan komponen lainnya. Semua faktor ini akan berpengaruh pada kinerja motor dan perlindungan terhadap kerusakan akibat beban berlebih atau fluktuasi tegangan. Melakukan perhitungan instalasi star-delta yang tepat tidak hanya akan memperpanjang umur motor, tetapi juga memastikan bahwa sistem kelistrikan dapat beroperasi dengan aman dan efisien, serta mengurangi biaya pemeliharaan jangka panjang.
Dengan demikian, perhitungan yang cermat dan perencanaan instalasi yang baik menjadi kunci untuk menjalankan motor listrik tiga fasa dengan rangkaian star-delta secara maksimal, memberikan manfaat baik dari segi performa, efisiensi, maupun perlindungan sistem kelistrikan secara keseluruhan. Semoga informasi dari bengkeltv.id mengenai Perhitungan Instalasi Star Delta ini bermanfaat untuk Kalian.
