Kepala Bengkel
2.4. Proses Produks
2.4.3. Uraian Proses Produks
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. Ciri-ciri inti transformator yang baik adalah memiliki rugi-rugi arus pusar yang kecil. Proses pemotongan inti transformator dilakukan setelah lembaran silikon dalam bentuk gulungan 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. Proses pemotongan inti harus dilakukan dengan cermat agar tidak terjadi pengelupasan fosfor yang melapisi inti.
2. Penggulungan Inti Trafo (Core Winding)
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) 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 (terbakar), dan jika demikian maka seluruh transformator akan diangkat dan diperbaiki di pabrik. Penggulungan inti trafo dengan cara staching atau 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. Penimbangan Berat Inti (Weight Measurement)
Inti transformator yang sudah selesai digulung, 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.
4. 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 berfungsi mengatur tegangan dan arus yang akan diberikan ke elemen pada tungku pemanas. Pada panel tersebut thermocouple dihubungkan dengan
relay temperature dengan range 0-1200oC. Relay ini berfungsi untuk
memutuskan dan menghubungkan tungku pemanas dari sumber tegangan sehingga dapat membatasi temperatur yang diinginkan yaitu 840oC. 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 N2 dialirkan dengan tekanan
±
0,1 kg/cm2 selama 30 menit.d. Arus listrik dialirkan ke dalam tungku melalui heater dengan tegangan 160 volt, sampai temperatur mencapai 300oC, sementara N2 tetap dialirkan
dengan tekanan yang sama.
e. Pindahkan switch ke 220 volt hingga temperatur mencapai 600oC dengan tekanan tetap.
f. Tegangan tetap dipertahankan 220 volt hingga temperatur mencapai 830oC selama 4 jam. Setelah itu sumber listrik diputus dan gas N2 tetap dialirkan
hingga proses annealing selesai.
g. Temperatur dibiarkan turun secara perlahan hingga mencapai suhu 500oC dan kemudian penutup luar pemanggang diangkat setinggi
±
30 cm dari dasar pemanggangan untuk membantu mengurangi temperatur secara perlahan sampai 350oC.h. Penutup luar diangkat secara keseluruhan sedangkan penutup dalam tetap dibiarkan sampai temperatur turun hingga 160oC dan aliran N2 dihentikan.
i. Penutup dalam pemanggangan diangkat dan proses annealing selesai. Gas N2 yang dialirkan dalam tungku akan dikeluarkan melalui saluran
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.
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. Aktivitas pengujian rugi-rugi inti meliputi:
a. Ukur penampang inti.
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 pengujian.
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 pengujian.
h. Setelah hasil pengujian diperoleh, switch off panel kontrol dan matikan
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 celah/jarak 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,
dan 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. 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 65oC.
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 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 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 115-130oC.
10.Pemasangan Terminal (Terminal Assembly)
Setelah proses pengeringan selesai, maka kumparan transformator tersebut diangkat dari drying 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.
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. 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 Shell Company.14.Routine Test
Pengujian ini merupakan final test terhadap seluruh transformator yang akan dikirim ataupun disimpan. Setelah selesai di bagian 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 penghantar/konduktor 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 dilakukan dengan menggunakan
Wheatstone-bridge (Jembatan Wheatstone) untuk mengukur tahanan
kumparan primer. 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 (N2) ke
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, 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.
