Calculadora de corriente nominal de transformador pri/sec desde kVA y tensión

Esta guía técnica explica el cálculo de corriente nominal en transformadores desde kVA y tensión. Métodos normativos, fórmulas y ejemplos prácticos para gestores eléctricos, ingenieros y diseñadores industriales certificados profesionales

Calculadora de corriente nominal de transformador (primario y secundario) a partir de kVA y tensión

Opciones avanzadas

Puede subir una foto de la placa de datos o diagrama del transformador para sugerir valores de entrada.

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Introduzca la potencia y las tensiones para calcular la corriente nominal en primario y secundario.
Fórmulas utilizadas

Se asume que las tensiones introducidas son tensiones de línea.

  • Potencia aparente en voltamperios: S (VA) = kVA × 1000
  • Transformador monofásico: I = S / V donde I es la corriente en amperios, V la tensión en voltios.
  • Transformador trifásico (corriente de línea): I_línea = S / (√3 × V_línea)
  • Relación entre corriente de línea y de fase:
    • Conexión estrella (Y): I_fase = I_línea
    • Conexión delta (Δ): I_fase = I_línea / √3
  • Corriente con sobrecarga: I_sobrecargada = I_nominal × (1 + Sobrecarga_% / 100)

Tabla de referencia rápida (corriente aproximada de línea)

Potencia (kVA)Monofásico 230 V (A)Trifásico 400 V (A)
25≈ 109 A≈ 36 A
63≈ 274 A≈ 91 A
100≈ 435 A≈ 144 A
250≈ 1087 A≈ 361 A

Preguntas frecuentes sobre la calculadora de corriente de transformador

¿La corriente calculada es de línea o de fase?
Por defecto se calcula y se muestra la corriente de línea, que es la relevante para conductores y protecciones. En las opciones avanzadas puede seleccionar mostrar corriente de fase o ambas, considerando la conexión estrella o delta.
¿Por qué se utiliza kVA en lugar de kW?
Los transformadores se especifican en kVA porque deben transportar tanto potencia activa como reactiva. La corriente nominal depende de la potencia aparente y de la tensión, independientemente del factor de potencia de la carga.
¿La frecuencia influye en la corriente nominal calculada?
No directamente en esta fórmula. La frecuencia afecta al diseño del núcleo y a las pérdidas, pero para un transformador correctamente diseñado y operado a su frecuencia nominal, la corriente nominal depende sólo de la potencia aparente y de la tensión.
¿Puedo usar esta calculadora para seleccionar interruptores y fusibles?
La calculadora entrega la corriente nominal teórica. Para seleccionar interruptores y fusibles debe considerar normas aplicables, corrientes de arranque, sobrecargas admisibles, temperatura ambiente y factores de corrección adicionales.

Fundamento físico y alcance de la calculadora de corriente nominal

Un transformador se define por su potencia aparente en kVA y sus tensiones nominales en bornes primario y secundario. La corriente nominal de cada devanado es el valor que circula cuando el transformador entrega la potencia para la cual fue diseñado a la tensión nominal, con cargas equilibradas en transformadores trifásicos.

Este documento aborda el cálculo directo de corriente nominal desde kVA y tensión tanto para sistemas trifásicos como monofásicos, considera efectos prácticos y normativa aplicable, e incluye tablas con valores frecuentes.

Calculadora de corriente nominal de transformador pri sec desde KVA y tensión eficiente
Calculadora de corriente nominal de transformador pri sec desde KVA y tensión eficiente

Principio matemático básico

Relación entre potencia aparente, tensión y corriente

Potencia aparente S (kVA) se relaciona con la tensión y la corriente como sigue:

Trifásico: I = (S × 1000) / (√3 × V)
Monofásico: I = (S × 1000) / V

Explicación de variables y valores típicos

  • S: potencia aparente en kVA (kilovoltamperios). Ejemplos típicos: 10, 25, 50, 150, 250, 500, 1000 kVA.
  • V: tensión nominal del devanado considerada en voltios (V). En trifásico, V es tensión línea a línea. Valores típicos: 208 V, 400 V, 480 V, 4.16 kV (4160 V), 11 kV (11000 V), 13.8 kV (13800 V).
  • I: corriente nominal en amperios (A) del devanado correspondiente.
  • √3: raíz de 3 ≈ 1.732 (factor geométrico en sistemas trifásicos balanceados).

Cálculo paso a paso (metodología)

  1. Determinar S en kVA: tomar la potencia nominal del transformador (no la potencia activa en kW, a menos que ya se haya dividido por el factor de potencia).
  2. Determinar si el cálculo es trifásico o monofásico y confirmar que la tensión V sea la correspondiente (línea a línea para trifásico).
  3. Aplicar la fórmula adecuada: trifásico o monofásico.
  4. Redondear según criterios de proyecto (normalmente 2 decimales o al entero más próximo para dimensionamiento de conductores y protecciones).
  5. Comprobar con la normativa local de protección y conductores (por ejemplo NEC, IEC) para seleccionar protecciones y secciones.

Fórmulas y presentación numérica (solo HTML)

Fórmula trifásica (simbólica): I = (S × 1000) / (√3 × V)
Fórmula trifásica (numérica con √3 aproximado): I = (S × 1000) / (1.732 × V)
Fórmula monofásica: I = (S × 1000) / V

Tablas de referencia: corrientes nominales comunes

Las tablas siguientes muestran corrientes nominales calculadas directamente desde S (kVA) y V (V) usando las fórmulas anteriores. Los valores se redondean a dos decimales.

kVACorriente @ 4.16 kV (A)Corriente @ 11 kV (A)Corriente @ 13.8 kV (A)
101.390.530.42
152.080.790.63
253.471.311.05
37.55.201.971.57
506.942.632.09
7510.403.943.14
10013.875.254.18
15020.817.886.28
25034.6813.1310.46
50069.3526.2520.92
750104.0339.3831.38
1000138.7052.5141.84
kVACorriente @ 480 V (A)Corriente @ 400 V (A)Corriente @ 208 V (A)
1012.0414.4327.75
1518.0621.6541.63
2530.1036.0969.38
37.545.1554.12104.06
5060.2072.17138.75
7590.29108.25208.12
100120.39144.34277.53
150180.59216.51416.30
250300.97360.84693.82
500601.95721.691387.64
10001203.911443.382775.28
kVAMonofásico @ 240 V (A)Monofásico @ 120 V (A)
520.8341.67
1562.50125.00
25104.17208.33
50208.33416.67
75312.50625.00
100416.67833.33
150625.001250.00
2501041.672083.33

Consideraciones prácticas y normas aplicables

El cálculo anterior determina la corriente nominal ideal. En proyecto eléctrico real se deben considerar factores adicionales antes de seleccionar conductores y dispositivos de protección:

  • Tensión de servicio real y degradaciones por caída de tensión.
  • Temperatura ambiente y factor de corrección para conductores según normativa.
  • Condiciones de instalación: agrupamiento, canalizaciones y ventilación.
  • Capacidad de sobrecorriente: relés y fusibles deben coordinar con la corriente de arranque y la capacidad de cortocircuito.
  • Tap changers: variación de tensión por ajustes de taps cambia la corriente nominal ligeramente.
  • Factor de potencia: la corriente real por potencia activa depende del cosφ, pero la corriente nominal del devanado se define por la potencia aparente (kVA).

Referencias normativas importantes:

  • IEC 60076 — Power transformers (documentación técnica y requisitos de ensayo). Enlace: https://www.iec.ch
  • IEEE Std C57.12.00 — General requirements for liquid-immersed distribution, power, and regulating transformers. Enlace: https://standards.ieee.org
  • NFPA 70 (NEC) — National Electrical Code, Art. 450 sobre transformadores, para selección de protecciones y conductores. Enlace: https://www.nfpa.org
  • NEMA TS y guías de diseño para transformadores de potencia y distribución. Enlace: https://www.nema.org

Ejemplos prácticos desarrollados

Ejemplo 1 — Transformador trifásico 250 kVA, 13.8 kV / 480 V

Datos:

  • S = 250 kVA
  • Vprim = 13.8 kV = 13,800 V (trifásico línea a línea)
  • Vsec = 480 V (trifásico línea a línea)

Cálculo de corriente en primario (trifásico):

I_prim = (S × 1000) / (√3 × V_prim)
I_prim = (250 × 1000) / (1.732 × 13,800)
I_prim = 250,000 / 23,901.6 = 10.46 A

Cálculo de corriente en secundario (trifásico):

I_sec = (S × 1000) / (√3 × V_sec)
I_sec = (250 × 1000) / (1.732 × 480)
I_sec = 250,000 / 831.36 = 300.70 A

Interpretación y verificación:

  • El primario porta una corriente nominal de ≈ 10.46 A; el secundario ≈ 300.70 A.
  • Para dimensionamiento de conductores y protección: seleccionar protecciones térmicas y fusibles acorde al secundario (por ejemplo, fusibles o interruptores automáticos con capacidad de interrupción y curva apropiada).
  • Verificar corriente de arranque y corrientes de cortocircuito en el secundario para coordinación de protecciones.

Ejemplo 2 — Transformador monofásico 50 kVA, 4800 V / 240 V

Datos:

  • S = 50 kVA
  • Vprim = 4800 V (monofásico)
  • Vsec = 240 V (monofásico)

Cálculo corriente en primario (monofásico):

I_prim = (S × 1000) / V_prim
I_prim = (50 × 1000) / 4800 = 50,000 / 4800 = 10.42 A

Cálculo corriente en secundario (monofásico):

I_sec = (S × 1000) / V_sec
I_sec = 50,000 / 240 = 208.33 A

Observaciones:

  • El secundario requiere conductores y protecciones para ≈ 208.33 A nominal.
  • Verificar la disponibilidad de la red primaria y los requerimientos de puesta a tierra y protecciones según normativa nacional.

Ejemplo 3 — Caso avanzado: 1000 kVA trifásico 11 kV / 400 V con factor de potencia

Datos:

  • S = 1000 kVA
  • Vprim = 11,000 V
  • Vsec = 400 V
  • Supuesto adicional: carga con cosφ = 0.9 (para comprobación de corriente por kW)

Cálculo corriente nominal en secundario (trifásico):

I_sec = (S × 1000) / (1.732 × V_sec) = (1000 × 1000) / (1.732 × 400)
I_sec = 1,000,000 / 692.8 = 1443.38 A

Corriente activa (si se dispone de potencia activa P):

P = S × cosφ = 1000 kVA × 0.9 = 900 kW

Corriente por P: I = P × 1000 / (√3 × V_sec × cosφ) — pero esta expresión muestra la participación del cosφ; la corriente nominal del devanado sigue basada en S.

Comentarios:

  • La corriente nominal del devanado se calcula con S; la corriente asociada a la potencia activa depende de cosφ.
  • En selección de protecciones y conductores considerar la corriente nominal y posibles sobrecargas temporales.

Aspectos de seguridad y dimensionamiento de protecciones

Selección de interruptores automáticos y fusibles debe considerar:

  • Corriente nominal del devanado (I_nom).
  • Corriente de cortocircuito disponible y la capacidad de interrupción del dispositivo.
  • Curvas de tiempo y coordinación entre primario y secundario.
  • Reglas de puesta a tierra y transformadores con neutro aterrizado (impacta en corrientes de falla fase-neutro).

Normativa recomendada para guiar estas decisiones:

  • NEC (NFPA 70), Artículo 450 — Transformadores y selección de dispositivos.
  • IEC 60076 y guías de puesta a tierra y protección.
  • IEEE C57.x para detalles de pruebas y ratings térmicos.

Errores comunes y verificación de resultados

  • Confundir kW con kVA: kW = kVA × cosφ. Usar kW directamente en la fórmula producirá error si no se convierte a kVA.
  • Usar tensión fase a neutro en fórmula trifásica (debe usarse línea a línea para sistemas trífasicos balanceados).
  • No considerar la relación de transformación si se conoce sólo una tensión del lado y la relación de transformación.
  • Ignorar la corriente de arranque y corrientes transitorias para protecciones y coordinación.

Procedimiento para inclusión en una calculadora automatizada

  1. Entrada de datos: S (kVA), tipo (trifásico/monofásico), V_primario, V_secundario, cosφ opcional.
  2. Validación: comprobar unidades y rango (p. ej. V > 0, S > 0).
  3. Cálculo directo: aplicar fórmulas presentadas.
  4. Salida: I_prim, I_sec con redondeo y recomendaciones normativas (fusible recomendado, corriente máxima admisible de conductor).
  5. Exportar datos y generar informe técnico con referencias normativas y diagramas de conexión.

Verificación práctica y control de calidad

Proceda siempre a una verificación cruzada:

  • Comprobar que S_prim ≈ S_sec (en ausencia de pérdidas, ambas deben coincidir en kVA).
  • Validar contra la placa del fabricante: la placa del transformador indica I_nom por devanado, compare con el cálculo teórico.
  • Realizar ensayos de fábrica y pruebas in situ según IEC/IEEE para comprobar corrientes y pérdidas.

Referencias normativas y lecturas recomendadas

  • IEC 60076 — Power transformers. Información técnica en: https://www.iec.ch/standards
  • IEEE Std C57.12.00 — General requirements for transformers. IEEE standards: https://standards.ieee.org/
  • NFPA 70 (NEC) — Para instalación eléctrica y protecciones: https://www.nfpa.org/
  • NEMA — Guías prácticas para transformadores: https://www.nema.org/
  • Manuales de fabricantes (ej. Siemens, ABB, Schneider Electric) para datos de placa y selección de equipo.

Recomendaciones técnicas finales

  • Utilice los cálculos aquí presentados como base para especificación de transformadores y dimensionamiento preliminar.
  • Consulte la placa del transformador y la documentación del fabricante para confirmar I_nom y tolerancias.
  • Coordine siempre con normativa local y responsable eléctrico autorizado para dimensionamiento final e instalación.

Si desea, puedo generar una hoja de cálculo o una pequeña calculadora en Excel con las fórmulas incluidas, los campos de entrada y las tablas de referencia para su uso en proyectos.