Pasir kuarsa digunakan untuk menutupi pinggiran panggangan agar gas nitrogen yang dialirkan tidak keluar dari tungku pemanggangan tersebut.
4. Kayu Meranti
Kayu meranti digunakan untuk menyangga lilitan kumparan trafo agar kedudukannya tetap.
5. Mal Besi
Mal besi digunakan sebagai mal untuk menggulung kumparan Silicon Steel pada saat pembuatan inti trafo. Mal besi ini juga digunakan pada saat
pemanggangan inti agar kumparan Silicon Steel dari inti trafo tidak lepas saat dipanggang.
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
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 Fasa 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 Fasa 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
2.4.3. 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
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:
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 belitannya 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:
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.
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.
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: 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. 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.
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
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 belitan 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-harga perbandingan transformator nominal menurut
standard.
12. Penyatuan 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 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 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. 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.
Pemotongan Inti Bahan
Penggulungan inti
Penimbangan inti Pemanggangan inti
Pengujian rugi-rugi inti Pemotongan kertas
isolasi Penggulungan
kumparan Pemasangankoneksi
kumparan Pengeringan gulungan
kumparan Pemasangan Terminal
Turn Ratio Test Penyatuan dengan
tangki trafo Pengisian minyak ke
dalam trafo Routine Test
Pemasangan Name Plate dan Merek
Penyimpanan Oil Diala B
Name Plate Casing
di area penumpukan
Turn Ratio Test
Gambar 2.2. Blok Diagram Pembuatan Transformator
2.5. Mesin dan Peralatan
Adapun mesin dan peralatan yang digunakan oleh PT. Morawa Electric Transbuana adalah sebagai berikut: