3. Cotton band
Merupakan bahan yang digunakan untuk mengikat kumparan pada inti agar tidak lepas.
4. Hand Hold
Hand Hold berfungsi sebagai pegangan dalam mempermudah pemindahan transformator dan terdiri dari dua pasang pegangan.
5. Kawat Las
Kawat las digunakan untuk mengelas tangki trafo dengan kumparan primer dan kumparan sekunder.
6. Lem
Lem digunakan sebagai perekat kertas isolasi pada lilitan kumparan. 7.
Baut dan Mur Baut dan mur digunakan untuk menghubungkan trafo ke tangki, menutup
pressure terminal, menghubungkan oil gauge yang masuk ke dalam tangki, dan memasang tutup tangki trafo.
8. Cat
Cat digunakan dalam proses pengecatan tangki transformator. 9. Stop kran sebagai tempat pembuangan minyak.
2.4.2. Jumlah dan Spesifikasi Produk
PT. Morawa Electric Transbuana memproduksi dua jenis transformator inti core type yaitu transformator satu fasa dan tiga fasa. Untuk spesifikasi
Universitas Sumatera Utara
produk transformator satu fasa dapat dilihat pada Tabel 2.3, sedangkan spesifikasi produk transformator tiga fasa dapat dilihat pada Tabel 2.4.
Tabel 2.3. Spesifikasi Produk Transformator Satu Phasa Uraian
Spesifikasi Transformator
Daya Pengenal kVA
5 10 15 25 50 Jumlah
Fasa -
1 1 1 1 1 Frekuensi
Pengenal Hz
50 50 50 50 50 Tegangan
Primer kV 20 20 20 20 20
Tegangan Sekunder kV
231462 231462 231462 231462 231462 Arus Beban Nol
2,4 2,3
2 1,6
1,4
Sumber: PT. Morawa Electric Transbuana
Tabel 2.4. Spesifikasi Produk Transformator Tiga Phasa Uraian
Spesifikasi Transformator
Daya Pengenal
kVA 100 150 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250
1600 Jumlah
Fasa - 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
Frekuensi Pengenal Hz 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
Tegangan Primer
kV 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 Tegangan
Sekunder kV 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 Arus
Beban Nol
2,3 2,3 2,3 2,1 2 1,9 1,9 1,8 2 2
2 2
Sumber: PT. Morawa Electric Transbuana
2.4.1. Uraian Proses Produksi
Urutan proses pembuatan transformator pada PT. Morawa Electric Transbuana adalah sebagai berikut :
1. Proses Pemotongan Silikon Silicon Steel Cutting
Inti transformator terbuat dari Silicon Steel yang berfungsi untuk memperbesar fluksi magnet yang timbul bila pada kumparan transformator
mengalir arus listrik. Silicon Steel di gudang dibawa ke bagian pemotongan dengan menggunakan hoist crane. Sebelum silicon steel diletakkan di mesin
Universitas Sumatera Utara
pemotongan, terlebih dahulu dilakukan set-up terhadap mesin potong dengan cara mengatur jarak pisau potong sesuai dengan ukuran yang diinginkan.
Penyetelan jarak pisau-pisau ini diatur sedemikian rupa sehingga tidak ada plat inti yang terbuang. Proses pemotongan inti transformator dilakukan
setelah lembaran tergulung diletakkan pada penyangga mesin peletakan, kemudian mesin dijalankan secara perlahan-lahan dengan cara mengatur
putarannya melalui panel sehingga plat inti dapat ditarik ke meja pemotongan. Selanjutnya mesin dijalankan dan plat yang telah dipotong diletakkan di
tempat penyusunan plat. Hal yang perlu diperhatikan pada proses pemotongan inti harus dilakukan dengan cermat agar tidak terjadi pengelupasan fosfor
yang melapisi inti. 2.
Penggulungan Inti Trafo Core Winding Hasil lembaran inti yang telah selesai dipotong dibawa ke penggulungan inti
dengan hoist crane, kemudian digulung dengan mesin gulung dan pada saat penggulungan diukur ketebalannya tiap tingkat dengan jangka sorong.
Untuk menggulung lembaran-lembaran silicon steel yang telah dipotong maka
terlebih dahulu dibuat jendela-jendela yang terbuat dari mal besi dengan ukuran tertentu. Pada transformator model lama, cara menyusun inti ini adalah
dengan cara staching inti susun yaitu menyusun lembaran inti satu per satu keping. Untuk jenis transformator dengan daya tertentu, dapat digunakan
dengan cara penggulungan wound core inti gulung dimana dapat diterapkan untuk transformator dengan daya nominal kecil. Wound core memiliki
beberapa keunggulan dibandingkan dengan cara staching yaitu:
Universitas Sumatera Utara
a. Rugi-rugi inti kecil untuk rapat fluksi yang sama, berarti terjadi
penghematan dalam penggunaan inti transformator. b.
Arus penguatan exciting current adalah sangat kecil, karena kecilnya celah udara air gap.
c. Tingkat kebisingan noise level rendah.
d. Waktu yang dibutuhkan untuk proses ini lebih cepat.
e. Jumlah plat yang terbuang lebih sedikit.
Dengan pemakaian inti transformator yang lebih kecil, berarti dimensi transformator akan menjadi lebih kecil, pemakaian komponen-komponen
bahan yang lain juga akan sedikit sehingga memberikan suatu penghematan. Kerugian dari cara wound core ini adalah dapat terjadi kerusakan pada beliran
terbakar, dan jika demikian maka seluruh transformator akan diangkat dan diperbaiki di pabrik. Pada penggulungan inti trafo dengan cara staching inti
susun, apabila terjadi kerusakan, maka cukup dengan membuka intinya dan mengeluarkan lilitannya untuk diganti.
Penggulungan inti harus memperhatikan tegangan tarik tensile strength agar tidak terlalu besar, untuk menghindari kerusakan lapisan fosfor yang dapat
menyebabkan rugi-rugi inti bertambah besar. 3. Proses Annealing
Silicon steel dibawa ke bagian annealing dengan menggunakan hoist crane, kemudian silicon steel tersebut siap untuk dipanaskan dengan menggunakan
tungku pemanas annealing furnace yang menggunakan energi listrik. Proses annealing ini berguna untuk:
Universitas Sumatera Utara
a. Memperbaiki karakteristik inti yaitu memperkecil rugi-rugi inti.
b. Menghilangkan elastisitas dari bahan baku inti transformator, sehingga
pada saat inti dikeluarkan bentuknya tidak mengalami perubahan. Temperatur yang diperlukan untuk annealing inti diatur melalui panel kontrol
yang diatur mengatur tegangan dan arus yang akan diberikan ke elemen pada tungku pemanas. Pada panel tersebut thermocouple yang dihubungkan dengan
relay temperature dengan range 0-1200
o
C, relay ini berfungsi untuk memutuskan dan menghubungkan tungku pemanas dari sumber tegangan
sehingga dapat membatasi temperatur yang diinginkan yaitu 840
o
C. Waktu yang dibutuhkan untuk sekali proses annealing
24 jam dengan kapasitas satu tungku sebanyak 7 unit. Uraian proses annealing inti transformator
adalah sebagai berikut: a.
Inti Silicon steel disusun pada bagian dasar tungku yang diberi pasir dan besi.
b. Inti yang telah disusun ditutup dengan penutup pertama dan dilanjutkan
dengan penutup kedua. Pada penutup kedua terdapat elemen-elemen pemanas yang menggunakan listrik.
c. Gas N
2
dialirkan dengan tekanan 0,1 kgcm selama 30 menit.
d. Arus listrik dialirkan ke dalam tungku melalui heater dengan tegangan 160
volt, sampai temperatur mencapai 300
o
C, sementara N
2
tetap dialirkan dengan tekanan yang sama.
e. Pindahkan switch ke 220 volt hingga temperatur mencapai 600
o
C dengan tekanan tetap.
Universitas Sumatera Utara
f. Tegangan tetap dipertahankan 220 volt hingga temperatur mencapai 830
o
C selama 4 jam. Setelah itu sumber listrik diputus dan gas N
2
tetap dialirkan hingga proses annealing selesai.
g. Temperatur dibiarkan turun secara perlahan hingga mencapai suhu 500
o
C dan kemudian penutup luar pemanggang diangkat setinggi
30 cm dari dasar pemanggangan untuk membantu mengurangi temperatur secara
perlahan sampai 350
o
C. h.
Penutup luar diangkat secara keseluruhan sedangkan penutup dalam tetap dibiarkan sampai temperatur turun hingga 160
o
C dan aliran N
2
dihentikan. i.
Penutup dalam pemanggangan diangkat dan proses annealing selesai. Gas
N
2
yang dialirkan dalam tungku akan dikeluarkan melalui saluran pembuangan, untuk mengalami pergantian dengan gas N
2
yang baru. Inti yang keluar dari tungku pemanggangan kemudian dipindahkan ke bagian pengujian
rugi-rugi inti dengan menggunakan hoist crane. Gas yang digunakan dalam proses pemanggangan ini berguna untuk menghilangkan reaksi oksidasi antara
oksigen dengan inti agar tidak berkarat dan menjaga agar temperatur panas merata di dalam tungku.
4. Penimbangan Berat Inti Weight Measurement Inti transformator yang telah mengalami annealing, ditimbang untuk
mengetahui apakah berat yang sebenarnya sesuai dengan berat yang sudah ditentukan menurut desainnya. Penimbangan ini juga berguna untuk
menentukan berat total dari transformator yang sudah selesai, misalnya berat transformator 50-150 kVA adalah sekitar 35 kg.
Universitas Sumatera Utara
5. Pengujian Rugi-rugi Inti Transformator Core Lost Test
Setelah proses pemanggangan dan penimbangan, inti transformator dibawa ke pengujian rugi- rugi inti dengan menggunakan hoist crane dan inti tersebut
diuji. Proses pengujian inti transformator ini berfungsi untuk melihat apakah proses pemanggangan itu sudah baik atau tidak kemudian disesuaikan dengan
jumlah lilitan yang akan digulung, dan hasil pengujian ini harus sesuai dengan standard PLN. Berikut penjelasan dari pengujian rugi-rugi inti:
a. Ukur penampang inti tersebut.
b. Susun inti yang akan ditest di atas blok kayu.
c. Lilitkan kabel yang jumlahnya sesuai dengan kapasitas transformator.
d. Jepit ujung belitan ke terminal pengetasan.
e. Posisikan power dalam keadaan ON dan tekan ON power pada control
panel. f.
Beri tegangan secara perlahan sampai tegangan phase yang dikehendaki. g.
Catat hasil pengetesan. h.
Setelah hasil pengetesan, switch off panel kontrol dan matikan power supply.
6. Proses Pemotongan dan Pembuatan Kertas Isolasi Paper Cutting
Kertas isolasi digunakan untuk mengisolasi antara belitan kawat primer dan sekunder dan antara kumparan primer dan sekunder. Kertas isolasi ini
berfungsi untuk mencegah terjadinya hubungan singkat antara kumparan primer dan kumparan sekunder. Kertas isolasi yang digunakan terbagi menjadi
dua jenis, yaitu :
Universitas Sumatera Utara
a. Pressure Paper Board, yaitu kertas isolasi yang dilapisi dengan vernis,
sehingga pada proses akhir tidak memerlukan perendaman di vernis, hanya cukup melakukan proses pemanasan.
b. Krafit Paper, yaitu kertas isolasi tanpa lapisan vernis, sehingga pada
proses akhir transformator harus dicelupkan ke dalam cairan vernis. PT. Morawa Electric Transbuana menggunakan kertas isolasi jenis Pressure
Paper Board sehingga lebih menguntungkan dari segi waktu dan tenaga karena tidak lagi membutuhkan proses pencelupan ke dalam cairan vernis.
Kertas isolasi insulation paper yang telah selesai dipotong ditempeli dengan kertas OD. Kertas OD ini merupakan batangan kertas 4,8 mm yang direkatkan
pada kertas isolasi dengan ketebalan 2,4 mm dengan jarak tiap batang kertas 2 cm. Kertas OD ini berguna untuk memberi celahjarak antara kumparan
sekunder dengan primer sehingga nantinya minyak dapat masuk pada celah tersebut sehingga panas yang timbul akibat adanya rugi-rugi tembaga Cu
dapat diatasi. 7.
Penggulungan Kumparan Coil Winding Inti trafo yang telah selesai diuji dibawa ke penggulungan dengan
menggunakan forklift. Sebelum penggulungan kumparan dilakukan, inti trafo diikat dengan cotton band agar lembaran ini tidak lepas saat dilakukan
penggulungan kumparan. Kemudian inti trafo dilapisi dengan insulation paper yang tebalnya 0,125 mm dan dibungkus ke roda gigi yang bisa berputar pada
coil winding machine, insulation paper diberi lilin untuk melicinkan putaran selanjutnya kawat tembaga digulung.
Universitas Sumatera Utara
a. Kumparan sekunder
Kumparan yang pertama digulung ke inti trafo adalah kumparan sekunder. Kawat tembaga yang digunakan berbentuk persegi dengan ukuran 3,2 x 8
mm. Kumparan sekunder mempunyai 88 lilitan pada kedua kaki trafo, dimana pada tiap kaki trafo terdiri dari 44 lilitan dan lilitan pada kaki trafo
terdiri dari dua lapisan dengan jumlah lilitan 22 lilitan tiap lapisnya. Pada tiap lapisan tersebut diberi kertas isolasi dengan tebal 0,125 mm.
Kenaikan suhu tembaga tidak boleh melebihi standard 65
o
C. b.
Kumparan primer Pada kumparan primer kawat tembaga yang digunakan adalah berbentuk
silinder dengan diameter 1,60 mm. Kumparan primer mempunyai 4190 lilitan pada tiap kakinya, dimana pada setiap kaki trafo terdiri dari 2095
lilitan dan lilitan pada setiap kaki trafo terdiri dari 20 lapisan dengan jumlah lilitan 201 pada setiap lapisannya. Pada setiap lapisan tersebut
diberi insulation paper dengan tebal 0,125 mm. Setelah kumparan primer selesai digulung kemudian diberi lagi insulation paper dengan tebal 2,4
mm. Pada penggulungan kumparan, selain ketepatan jumlah lilitan dan ketepatan
penggunaan insulation paper, hal lain yang sangat penting untuk diperhatikan adalah tensile strength tidak boleh terlalu besar. Apabila terlalu besar dapat
menyebabkan lapisan permukaan kawat rusak atau terkelupas sehingga dapat menyebabkan terjadinya hubungan singkat pada kawat tembaga yang pada
akhirnya membuat trafo menjadi rusak.
Universitas Sumatera Utara
8. Pemasangan dan Koneksi Kumparan Coil Assembly
Inti yang telah selesai digulung dibawa kebagian koneksi dengan hoist crane. Kumparan kemudian disambungkan antara kumparan yang satu dengan
kumparan yang lain. Sebelum koneksi dilakukan, terlebih dahulu dipasang plat pendukung inti. Koneksi kumparan pertama sekali dilakukan terhadap
kumparan sekunder dengan cara mengelasnya, kemudian dilakukan pemasangan tutup case dengan menggunakan mur dan baut. Setelah itu
dilanjutkan dengan pengkoneksian terhadap hubungan primer. 9.
Pengeringan Gulungan Kumparan First Drying Proses ini bertujuan untuk mengeringkan kumparan dari uap air yang mungkin
ada di dalam kawat. Inti trransformator yang telah dikoneksi dan dipasang tutup serta instrumen yang diperlukan dibawa ke pengeringan dengan
menggunakan kereta sorong, kemudian dimasukkan ke dalam alat pengering drying oven. Lamanya pengeringan tergantung pada besarnya kapasitas
transformator. Untuk mensirkulasi temperatur dalam oven, digunakan blower yang digerakkan oleh motor lisrik. Untuk mencegah panas yang berlebihan
yang dapat merusak struktur kumparan tranformator, maka relay temperature diatur pada posisi suhu sekitar 115-130
o
C. 10.
Pemasangan Terminal Terminal Assembly Setelah proses pengeringan selesai, maka kumparan transformator tersebut
diangkat dari drying oven dan selanjutnya dibawa ketempat pemasangan terminal dengan hoist crane dan dilakukan pemasangan terminal yang terdiri
dari tap changer, bushing primer dan bushing sekunder pada tutup case yang
Universitas Sumatera Utara
telah dipasang sebelumnya. Kemudian diperiksa apabila semua terminal yang diperlukan sudah terpasang dan terkunci dengan baik sebelum dimasukkan ke
dalam case tangki transformator. 11.
Turn Ratio Test Jika semua kumparan sudah terhubung dengan baik ke tap changer, maka
dilakukan pemeriksaan dengan menggunakan alat Turn Ratio Test yang bertujuan untuk mengetahui apakah perbandingan lilitan dari masing-masing
kumparan sudah sesuai atau tidak. Penyimpanan-penyimpanan yang terjadi pada perbandingan transformator ini tidak boleh lebih besar atau lebih kecil
0,5 terhadap harga perbandingan transformator nominal sesuai standar. 12.
Perakitan dengan Tangki Transformator Setelah pengujian selesai dilakukan, transformator dimasukkan ke dalam
tangki yang telah disiapkan sesuai dengan desain dan ukuran dari transformator tersebut. Selanjutnya dilakukan pemasangan kran, pressure
terminal, oil gauge, thermometer, dan karet packing, untuk kemudian ditutup dengan menggunakan baut dan mur.
13. Pengisian Minyak ke dalam Tangki Transformator Oil Filling
Tangki diisi dengan minyak trafo yang dipompakan dari tangki oil filter hingga mencapai
2 cm dari mulut trafo. Minyak ini berfungsi sebagai pendingin cooling medium dan juga sebagai isolasi pada kumparan
transformator yang sudah dimasukkan ke dalam tangki, maka minyak tersebut perlu dibersihkan dan dimurnikan terlebih dahulu dengan menggunakan oil
purifier buatan Kato Electric Jepang. Tujuan pemurnian minyak ini adalah
Universitas Sumatera Utara
untuk menghilangkan kadar air yang terdapat pada minyak. Jenis minyak yang digunakan dalam pembuatan transformator ini adalah jenis DIALA B yang
diproduksi oleh perusahaan Sheel Company Amerika Serikat. 14.
Routine Test Pengujian ini merupakan final test terhadap seluruh transformator yang akan
dikirim ataupun disimpan. Setelah selesai di pengisian minyak trafo dibawa ke bagian pengujian akhir dengan hoist crane. Secara garis besar, pengujian rutin
ini terdiri dari beberapa kegiatan pengujian, yakni: a.
Pengujian beban nol, untuk menguji rugi-rugi inti dan persen beban nol. Pada pengujian beban nol ini, alat ukur dipasang pada bagian sisi sekunder
tegangan rendah, tegangan pengujian diberikan setingkat demi setingkat sampai voltmeter menunjukkan tegangan nominal sekunder dan sisi primer
pada rangkaian terbuka. b.
Pengujian hubungan singkat, untuk melihat besar rugi-rugi tembaga trafo. Pada pengujian ini, alat ukur dipasang pada sisi primer tegangan tinggi
sedangkan sisi sekunder tegangan rendah dihubung singkatkan dengan menggunakan sebuah penghantarkonduktor yang sesuai dengan besarnya
arus nominal sekunder. Sumber tegangannya diatur dengan voltage regulator yang dihubung ke sisi primer.
c. Pengukuran tahanan kumparan
Pengukuran tahanan kumparan ini dilakukan dengan menggunakan Wheatstone-bridge Jembatan Wheatstone untuk mengukur tahanan
Universitas Sumatera Utara
kumparan primer dan untuk mengukur tahanan pada kumparan sekunder digunakan double-bridge jembatan ganda.
d. Pengukuran tahanan isolasi
Pengujian ini dilakukan untuk melihat ketahanan isolasi transformator terhadap tegangan tinggi, baik itu pada sisi primer high voltage maupun
sisi kumparan sekunder low voltage. e.
Pengujian frekuensi tinggi Alat pengujinya terdiri dari generator frekuensi tinggi 350 Hz yang
digerakkan motor induksi. Lama waktu pengujian tergantung dari frekuensi dan tegangannya dua kali dari tegangan nominal sekunder
transformator distribusi yang diuji. f.
Pengujian kebocoran dari tangki trafo Pengujian ini dilakukan dengan mengalirkan gas murni Nitrogen N
2
ke dalam tangki trafo yang telah ditutup rapat.
Selain pengujian yang bersifat routine test, perusahaan ini juga melakukan pengujian tipe yang terdiri dari:
a. Pengujian ketahanan suhu
b. Pengujian kenaikan suhu
15. Pemasangan Name Plate
Transformator yang telah diuji dan mendapat persetujuan dari bagian quality control, maka selanjutnya transformator tersebut dipasangkan name plate
yang memberikan keterangan spesifikasi transformator yang bersangkutan.
Universitas Sumatera Utara
Dan juga diberi label merek “MORAWA”, yang menandakan identitas perusahaan.
16. Penyimpanan
Transformator yang telah selesai dipasang name plate dan merek selanjutnya dibawa ke bagian penyimpanan dengan menggunakan hoist crane.
Blok diagram proses pembuatan transformator PT. Morawa Electric Transbuana dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Blok Diagram Pembuatan Transformator
Universitas Sumatera Utara
2.5. Mesin dan Peralatan
2.5.1. Mesin Produksi Mesin-mesin yang digunakan dalam proses produksi transformator dapat dilihat pada Tabel 2.5.
Tabel 2.5. Daftar Mesin Produksi PT. Morawa Electric Transbuana No. Nama
Mesin Tahun Asal Daya Tegangan
Volt Kuat Arus
Ampere Cos O
Jumlah Unit
Fungsi
1 Core Slitting
1981 Taiwan
3 HP 380
7 0,8
1 Memotong silicon steel sesuai dengan ukuran
produk yang akan dibuat 2 Core
Wounding 1981 Taiwan 2,5
HP 380
8,1 0,6
2 Menggulung inti transformator
3 Annealing Furnace
1981 Taiwan
60 Kw 380
170 -
2 -
Memperbaiki karakteristik inti trafo, yaitu memperkecil arus eksitasi dan mengurangi
rugi-rugi inti
- Menghilangkan elastisitas dari bahan baku
inti trafo sehingga bentuk tidak berubah 4 Core
Winding 1981 Taiwan 1
HP 380
3,65 0,5
10 Menggulung kumparan transformator
5 Insulating Dryer
1981 Taiwan
12 kVA
380 63
0,5 2
Mengeringkan inti transformator 6 Paper
Wrapping 1981 Taiwan
1,5 kVA
380 7,2 0,5
3 Memotong kertas isolasi sesuai dengan
ukuran yang telah ditentukan 7
Compressor 1981
Taiwan 2 HP
380 7,1
0,5 3
Memompa udara 8
High Frequency Generator
1981 Taiwan
5 kVA 380
4 0,9
1 Menetralkan frekuensi
Sumber : PT Morawa Electric Transbuana
Universitas Sumatera Utara