Beda listrik 1 phase dan 3 phase apa sih?

Hampir 90% dari energi listrik yang kita gunakan dalam hidup kita saat ini adalah listrik AC (bolak balik). Baik itu untuk peralatan rumah tangga, kantor, industri, dll. Kita menggunakan sumber AC untuk catu daya pada peralatan-peralatan listrik tersebut.

Baca juga : Bagaimana sih listrik dihasilkan dan bisa sampai di rumah kita?

Apa itu listrik AC? 

Arus Bolak-balik  (Alternating Current / AC) adalah jenis tenaga listrik dimana arus listrik berubah secara berkala, baik besar maupun arahnya.  Daya AC dapat disalurkan dalam sistem 1 phase atau 3 phase.

Pada listrik 1 phase, kita menggunakan 2 utas kabel untuk menyalurkan daya dari sumber ke beban yakni kabel phase dan netral. Adapaun pada listrik 3 phase, digunakan 3 utas kabel dari sumber ke beban yang biasanya dinamakan kabel RST.

Baca juga : Apakah kW sama dengan kWh?

Apa itu sistem 1 phase?

Seperti yang telah disebutkan di atas, pada catu daya 1 phase, daya didistribusikan hanya menggunakan dua utas kabel yang disebut kabel phase dan netral. Karena listrik AC berbentuk gelombang sinusoidal, tegangan pada catu daya satu phase mencapai puncaknya pada sudut 90° selama siklus positif dan 270° selama siklus negatif.

Baca juga : Sebenarnya listrik itu apa sih?

Pada listrik 1 phase, kabel phase membawa arus dari sumber ke beban dan kabel netral sebagai jalur balik arus dari beban ke sumber. Umumnya, tegangan 1 phase adalah 220 Volt dan frequensinya 50 Hz. Untuk frequensi terkadang berbeda tergantung di negara mana kita tinggal.

Sebagai contoh di indonesia, kita menggunakan frequensi 50 Hz, sedangkan di di eropa dan amerika menggunakan frequensi 60 Hz. Hal ini berarti jika kita membawa perlatan-peralatan listrik seperti lampu dari amerika dan eropa, kita tidak akan bisa menggunakannya di indonesia.

Kemudian,  karena tegangan pada listrik 1 phase biasanya naik turun, daya yang bersifat konstan dan stabil tidak bisa dikirim ke beban.

Keuntungan 1 phase

• Listrik 1 phase adalah bentuk catu daya yang sangat umum digunakan pada sebagian besar peralatan listrik yang membutuhkan daya relatif kecil. Contohnya pada rumah tangga. Hampir semua peralatan listrik rumah tangga menggunakan beban-beban listrik 1 phase dalam kehidupan sehari-hari seperti AC, kulkas, mesin cuci, rice cooker, TV, dll.
• Desain dan operasional peralatan-peralatan listrik 1 phase umumnya sederhana, tidak sekomplex sistem 3 phase.
• Tergantung di negara mana kita tinggal, tapi umumnya sistem 1 phase digunakan untuk menyalakan beban-beban listrik hingga daya maksimal 2500 watt.

Kekurangan 1 phase

• Motor 1 phase (di bawah 1 kW) tidak dapat running otomatis ketika pertama kali dihidupkan karena tidak ada torsi awal yang cukup pada motor. Jadi, dibutuhkan kapasitor sebagai starter awal pada motor 1 phase.
• Beban-beban listrik yang berat seperti motor industri dan peralatan lainnya tidak dapat dijalankan dengan suplai daya satu phase.
• Motor-motor listrik dengan suplay daya 1 phase cenderung memiliki torsi yang lebih lemah dibanding 3 phase
• Bangunan-bangunan besar yang butuh suplay daya listrik besar tidak memungkinkan untuk disuplay menggunakan sistem 1 phase

Apa itu sistem 3 phase?

Sistem 3 phase merupakan sistem kelistrikan yang menggunakan 3 jalur kabel untuk menyalurkan daya listrik dari sumber ke beban. Ke 3 jalur kabel tersebut biasanya disimbolkan dengan RST. Tidak ada netral pada ke 3 jalur sistem 3 phase. Namun, kita bisa menggunakan salah 1 phase menjadi sistem 1 phase dengan cara menambahkan netral pada salah 1 phase nya.

Sistem 3 phase biasanya digunakan untuk menghidupkan beban-beban listrik 3 phase dengan daya yang besar, baik pada jenis koneksi Star maupun Delta.

Pada sistem 3 phase, terdapat beda phase sebesar 120° antara phase yang satu dengan lainnya sebagaimana pada grafik berikut ini.

Pada sistem 3 phase, selama satu siklus 360°, setiap phase akan mencapai puncak tegangan dua kali. Selain itu, daya tidak pernah turun ke nol. Aliran daya dan kemampuan yang stabil untuk menangani beban yang lebih tinggi ini membuat sistem 3 phase cocok untuk operasi industri dan komersial.

Seperti disebutkan sebelumnya, ada dua jenis konfigurasi rangkaian pada catu daya 3 phase yakni Delta dan Bintang (Y atau Wye). 

Pada konfigurasi Delta, tidak ada kabel netral pada kumparan dan semua sistem tegangan tinggi menggunakan konfigurasi sepeti di bawah ini.

Adapun pada rangkaian Star, terdapat titik netral pada ujung setiap kumparan seperti gambar di bawah ini.

Perlu diketahui bahwa tegangan antar phase pada sistem 3 phase adalah 380 atau 400 Volt, tergantung dari output pada generator. Dan sebagaimana disebutkan di atas, sistem 3 phase bisa dibuat menjadi 1 phase dengan cara menyandingkan salah 1 phase dari ke 3 phase dengan netral. Dengan begini, kita akan mendapatkan tegangan sebesar 220 Volt.

Keuntungan sistem 3 phase

• Untuk daya yang sama, catu daya tiga phase menggunakan lebih sedikit kabel daripada catu daya satu phase.
• Sistem 3 phase biasanya digunakan khsusus untuk beban-beban besar di lingkungan industri, perhotelan dan bidang-bidang komersil lainnya. Akan tetapi saat ini, bahkan tempat-tempat ibadah dan rumah-rumah mewah pun sudah menggunakan sistem 3 phase.
• Kita bisa menghidupkan beban-beban listrik berkapasitas daya besar menggunakan sistem 3 phase.
• Motor tiga phase yang besar (biasanya digunakan dalam industri) tidak memerlukan starter karena perbedaan phase dalam catu daya tiga phase akan cukup untuk memberikan torsi awal bagi motor saat strating awal.
• Hampir semua pembangkit menghasilkan daya listrik 3 phase. Meskipun ada konsep daya multi-phase, penelitian menemukan bahwa catu daya tiga phase lebih ekonomis dan mudah diproduksi.
• Efisiensi keseluruhan dari catu daya tiga phase lebih tinggi jika dibandingkan dengan catu daya satu phase untuk beban yang sama.

Kekurangan sistem 3 phase

• Biaya pengadaan dan infrastruktur jaringan 3 phase jauh lebih mahal dibanding 1 phase
• Adanya permasalahan load unballance membuat sistem proteksi pembangkit 3 phase menjadi lebih kompleks
• Sistem 3 phase tidak bisa digunakan untuk suplay daya langsung ke peralatan-peralatan rumah tangga
• Biaya pemeliharaan sistem 3 phase lebih mahal dibanding 1 phase

Perbedaan antara Catu Daya Satu phase dan Tiga phase

Sekarang mari kita lihat perbedaan antara catu daya satu phase dan tiga phase.

• Pada sistem catu daya 1 phase, daya disuplai melalui dua kabel yang disebut Phase dan netral. Adapun pada sistem 3 phase, daya disuplai melalui tiga kabel (empat kabel jika kabel netral disertakan).
• Tegangan suplai satu phase adalah 230V sedangkan 400V dalam suplai tiga phase.
• Untuk jumlah daya yang sama, catu daya satu phase membutuhkan lebih banyak kabel daripada catu tiga phase.
• Efisiensi catu daya tiga phase secara signifikan lebih tinggi daripada catu satu phase dan kemampuan transfer daya juga lebih besar.
• Karena catu daya satu phase hanya menggunakan dua kabel, kompleksitas keseluruhan jaringan lebih sedikit jika dibandingkan dengan catu tiga phase empat kabel (termasuk netral).

Perbandingan Catu Daya Satu Fasa dan Tiga Fasa

Berikut adalah perbedaan listrik 1 phase dan 3 phase jika dicompare secara head to head.

Mana yang kita butuhkan? Listrik 1 phase atau 3 phase?

Tergantung pada kebutuhan kita. PLN dalam hal ini sebagai perusahaan listrik negara pasti menyarankan kita untuk menggunakan jenis listrik yang mana tergantung dari kebutuha dan tentunya juga mengacu pada beban-beban listrik yang kita gunakan.

Untuk rumah tangga dengan beban-beban listrik kecil, PLN pastinya akan menyarankan untuk menggunakan listrik 1 phase. Tetapi jika kita memiliki rumah besar dengan tiga hingga empat unit AC (semuanya dapat bekerja secara bersamaan), pemanas air, pompa submersible besar, mesin cuci, kulkas dua pintu, dll., maka kita mungkin memerlukan listrik tiga phase. sehingga beban pada setiap phase terdistribusi dengan baik.

Pabrik-pabrik industri, perhotelan, villa dan lain-lain pastinya menggunakan listrik 3 phase karena sesuai dengan kebutuhan mereka.

Sekian artikel kali ini. Jika dianggap bermanfaat, mohon bantu share pada tombol berbagi di bawah ini ya.. Terimakasih..