2.4.2. Jumlah dan Spesifikasi Produk
Transformator yang diproduksi terdiri dari transformator satu fasa dan tiga fasa. Untuk spesifikasi produk dari tiap jenis transformatornya dapat dilihat pada
Tabel 2.3. dan 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
Kv a
25 50
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
3 3
Frekuensi pengenal
Hz 50
50 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
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 0,4
0,4 Arus
beban nol 2,3
2,3 2,3
2,3 2,3
2,1 2
1,9 1,9
1,8 2
2 2
2 Sumber: PT. Morawa Electric Transbuana
Universitas Sumatera Utara
2.4.3. Uraian Proses Produksi
Urutan proses pembuatan transformator pada PT. Morawa Electric Transbuana yaitu:
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. Ciri-ciri inti transformator yang baik adalah memiliki rugi-rugi arus
pusar yang kecil. Silicon steel di gudang dibawa ke bagian pemotongan dengan menggunakan hoist crane. Silicon steel diukur sesuai dengan desain
yang diinginkan misalnya untuk trafo 3 fasa 50 kVA 50 Hz, diperlukan lebar masing-masing 100 mm, 90 mm, 80 mm, 60 mm, 40 mm. Silicon steel yang
telah selesai diukur kemudian dipotong. 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 yang telah diatur jarak pisau-pisaunya sesuai dengan keperluan yang diinginkan. Penyetelan jarak pisau-pisau ini diatur sedemikian rupa
sehingga tidak ada plat inti yang terbuang. 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.
Universitas Sumatera Utara
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 diukur ketebalannya tiap tingkat dengan jangka sorong. Untuk menggulung
lembaran-lembaran silicon steel yang telah dipotong maka 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 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 adalah dapat terjadi kerusakan pada beliran
Universitas Sumatera Utara
terbakar, dan jika demikian maka seluruh transformator akan diangkat 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
Tujuan proses annealing adalah melunakkan inti agar lebih mudah dikerjakan. 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 ini dikeluarkan bentuknya tidak mengalami perubahan.
Temperatur yang diperlukan untuk annealing inti diatur melalui panel kontrol yang diatur untuk mengatur tegangan dan arus yang akan diberikan ke elemen
pada tungku pemanas. Pada panel tersebut thermocouple yang akan 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 800
o
C. Waktu yang dibutuhkan untuk sekali proses annealing ± 24 jam dengan kapasitas satu tungku sebanyak 7 unit.
Universitas Sumatera Utara
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 dilanjutka
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 200 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
Universitas Sumatera Utara
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. 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. 4. Pengujian rugi-rugi inti transformator core lost test
Setelah proses pemanggangan selesai, inti-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 dan disesuaikan dengan
jumlah lilitan yang akan digulung, dan hasil pengujian ini harus sesuai dengan standard PLN. Kegiatan-kegiatan yang dilakukan dalam proses pengujian
rugi-rugi antara lain: 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.
Universitas Sumatera Utara
h. Setelah hasil pengetesan, switch off panel kontrol dan matikan power supply.
5. Proses pemotongan dan pembuatan kertas isolasi paper cutting Kertas isolasi digunakan untuk mengisolasi belitan kawat primer dengan
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.
6. Penggulungan kumparan coil winding Inti trafo yang telah selesai diuji dibawa ke penggulungan dengan
menggunakan kereta sorong. 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
Universitas Sumatera Utara
selanjutnya kawat tembaga digulung. Kumparan trafo terbagi menjadi dua yaitu:
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 lapisannya.
Pada tiap lapisan tersebut diberi insulation paper dengan tebal 0,125 mm. Setelah kumparan sekunder selesai digulung kemudian diberi lagi
insulation paper dengan tebal lagi 4,8 mm 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. 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
Universitas Sumatera Utara
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 penggunaan
insulation paper benar, 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 lapisan permukaan kawat rusak atau terkelupas sehingga dapat
menyebabkan terjadinya hubungan singkat pada kawat tembaga yang pada akhirnya membuat trafo menjadi rusak.
7. Pemasangan dan koneksi kumparan coil assembly Inti yang telah selesai digulung dibawa ke bagian 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 dilas, kemudian dilakukan pemasangan tutup
case dengan menggunakan mur dan baut. Setelah itu dilanjutkan dengan pengkoneksian terhadap hubungan primer.
8. Pengeringan gulungan kumparan first drying Proses ini bertujuan untuk mengeringkan kumparan dari uap air yang mungkin
ada di dalam kawat. Inti transformator yang telah dikoneksi dan dipasang tutup serta instrumen yang diperlukan dibawa ke pengeringan dengan
menggunakan kereta sorong, kemudian dimasukkan ke dalam alat pengering
Universitas Sumatera Utara
drying oven. Lamanya pengeringan tergantung pada besarnya kapasitas transformator. Untuk mensirkulasi temperatur dalam oven, digunakan blower
yang digerakkan oleh motor listrik. Untuk mencegah panas yang berlebihan yang dapat merusak struktur kumparan transformator, maka relay temperature
diatur pada posisi suhu sekitar 115-130
o
C. 9. Pemasangan terminal terminal assembly
Setelah proses pengeringan selesai, maka kumparan transformator tersebut diangkat dari dying oven dan selanjutnya dibawa ke tempat 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. 10. 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. Penyimpangan-penyimpangan yang terjadi
pada perbandingan transformator ini tidak boleh lebih besar atau lebih kecil 0,5 terhadap harga-harga perbandingan transformator nominal menurut
standard.
Universitas Sumatera Utara
11. 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.
12. Pengisian minyak ke dalam tangki transformator oil filling Jenis minyak yang digunakan dalam pembuatan transformator ini adalah jenis
DIALA B yang diproduksi oleh perusahaan shell company Belanda. 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 tramsformator 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.
13. Routing 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
Universitas Sumatera Utara
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 dihubungsingkatkan 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.
Universitas Sumatera Utara
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
14. Pemasangan name plate Transformator yang telah diuji dan mendapat persetujuan dari bagian quality
control, maka selanjutnya transformator tersebut dipasangkan name plate yang telah memberikan keterangan spesifikasi transformator yang
bersangkutan dan juga diberi label merek “MORAWA” yang menandakan identitas perusahaan.
15. Penyimpanan Transformator yang telah selesai dipasang name plate dan merek selanjutnya
dibawa ke bagian penyimpanan dengan menggunakan hoist crane. Secara garis besar blok diagram proses pembuatan transformator PT.
Morawa Electric Transbuana dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Universitas Sumatera Utara
Silicon steel inti Pemotongan inti
Penggulungan inti Pemanggangan inti
Pengujian rugi-rugi inti Pemotongan kertas isolasi
Penggulungan kumparan Penghubungan kumparan
Pengeringan gulungan kumparan
Pemasangan terminal Turn ratio test
Penyatuan dengan tangki transformator
Pengisian minyak ke dalam tangki transformator
Routing test Pemasangan name plate
Penyimpanan
Gambar 2.2. Blok Diagram Proses Pembuatan Transformator
Universitas Sumatera Utara
2.5. Mesin dan Peralatan