La selección adecuada de cables para transformadores es crítica para la seguridad y eficiencia eléctrica. Un cálculo incorrecto puede causar sobrecalentamientos, pérdidas y riesgos de incendio.
Este artículo explica cómo calcular el calibre de cable para transformadores según NTC 2050 y NEC. Encontrarás tablas, fórmulas, ejemplos y una calculadora inteligente para facilitar tu trabajo.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de cables para transformadores – NTC 2050, NEC
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- ¿Qué calibre de cable necesito para un transformador de 75 kVA, 480V, 3 fases, 30 metros de distancia?
- Calcular el cable para un transformador de 112.5 kVA, 208V, 3 fases, 50 metros, cobre, temperatura 30°C.
- ¿Qué sección de cable requiere un transformador de 45 kVA, 220V, monofásico, 20 metros, aluminio?
- ¿Cuál es el calibre adecuado para un transformador de 150 kVA, 480V, 3 fases, 100 metros, cobre?
Tablas de selección de cables para transformadores según NTC 2050 y NEC
La siguiente tabla muestra los calibres de cable más comunes para transformadores, considerando conductores de cobre, temperatura ambiente de 30°C, aislamiento THHN/THWN, y factores de corrección estándar. Los valores están basados en la NTC 2050 (Colombia) y el NEC (EE.UU.), que son equivalentes en la mayoría de los casos.
| Potencia del Transformador (kVA) | Tensión (V) | Fases | Corriente (A) | Calibre de Cable (AWG/kcmil) | Material | Longitud Recomendada (m) | Caída de Tensión (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 15 | 208 | 3 | 41.6 | 8 AWG | Cobre | 30 | 2.5 |
| 30 | 480 | 3 | 36.1 | 8 AWG | Cobre | 40 | 2.5 |
| 45 | 208 | 3 | 125 | 1 AWG | Cobre | 30 | 2.5 |
| 75 | 480 | 3 | 90.2 | 2/0 AWG | Cobre | 50 | 3 |
| 112.5 | 208 | 3 | 312 | 350 kcmil | Cobre | 40 | 3 |
| 150 | 480 | 3 | 180.4 | 4/0 AWG | Cobre | 60 | 3 |
| 225 | 208 | 3 | 625 | 2×500 kcmil | Cobre | 50 | 3 |
| 300 | 480 | 3 | 361 | 600 kcmil | Cobre | 70 | 3 |
| 500 | 480 | 3 | 601.5 | 2×500 kcmil | Cobre | 80 | 3 |
| 15 | 220 | 1 | 68.2 | 6 AWG | Cobre | 30 | 2.5 |
| 45 | 220 | 1 | 204.5 | 3/0 AWG | Cobre | 40 | 3 |
| 75 | 220 | 1 | 340.9 | 500 kcmil | Cobre | 50 | 3 |
| 112.5 | 220 | 1 | 511.4 | 2×350 kcmil | Cobre | 60 | 3 |
| 150 | 220 | 1 | 682 | 2×500 kcmil | Cobre | 70 | 3 |
Para conductores de aluminio, se recomienda aumentar un calibre respecto al cobre para la misma corriente.
Fórmulas para la calculadora de cables para transformadores – NTC 2050, NEC
El cálculo del calibre de cable para transformadores se basa en la corriente nominal, la caída de tensión permitida y la capacidad de conducción de los conductores según la NTC 2050 y el NEC. A continuación, se presentan las fórmulas principales:
1. Cálculo de la corriente del transformador
I = (kVA × 1000) / (√3 × V)
- I = Corriente en amperios (A)
- kVA = Potencia aparente del transformador (kilovoltamperios)
- V = Tensión de línea (voltios)
I = (kVA × 1000) / V
- I = Corriente en amperios (A)
- kVA = Potencia aparente del transformador (kilovoltamperios)
- V = Tensión de línea (voltios)
2. Selección del calibre de cable
El calibre se selecciona según la capacidad de conducción de corriente del conductor, considerando:
- Material (cobre o aluminio)
- Tipo de aislamiento (THHN, THWN, XHHW, etc.)
- Temperatura ambiente (normalmente 30°C)
- Condiciones de agrupamiento
Se utiliza la tabla 310.16 del NEC o la tabla 310-15(b)(16) de la NTC 2050 para determinar la capacidad de corriente del conductor.
3. Cálculo de caída de tensión
%Caída = (√3 × I × L × R) / V × 100
- %Caída = Porcentaje de caída de tensión
- I = Corriente (A)
- L = Longitud del cable (m)
- R = Resistencia del conductor (Ω/km, consultar tablas)
- V = Tensión de línea (V)
%Caída = (2 × I × L × R) / V × 100
- El resto de variables igual que en el caso trifásico.
La caída de tensión recomendada es menor al 3% para alimentadores principales según NTC 2050 y NEC.
4. Factor de corrección por temperatura y agrupamiento
Si la temperatura ambiente es superior a 30°C o hay más de tres conductores agrupados, se debe aplicar un factor de corrección según las tablas de la norma.
- Factor de corrección por temperatura: 0.94 a 0.82 para 35°C a 40°C respectivamente.
- Factor de agrupamiento: 0.8 para 4-6 conductores agrupados.
Ejemplos de aplicación real de la calculadora de cables para transformadores – NTC 2050, NEC
Ejemplo 1: Transformador trifásico de 75 kVA, 480V, 3 fases, 30 metros de distancia, cobre
Paso 1: Calcular la corriente
I = (75 × 1000) / (√3 × 480) = 75,000 / 831.6 = 90.2 A
Paso 2: Seleccionar el calibre de cable
Según la tabla 310.16 del NEC, un cable de cobre THHN de 2/0 AWG soporta 150 A a 30°C.
Se selecciona 2/0 AWG para tener margen de seguridad y permitir futuras expansiones.
Paso 3: Verificar caída de tensión
Resistencia de 2/0 AWG cobre ≈ 0.098 Ω/km.
L = 30 m = 0.03 km.
%Caída = (√3 × 90.2 × 0.03 × 0.098) / 480 × 100 = (1.53) / 480 × 100 ≈ 0.32%
La caída de tensión es aceptable (menor al 3%).
Paso 4: Verificar factores de corrección
Temperatura ambiente 30°C, sin agrupamiento excesivo, no se requiere corrección.
Resultado: Se recomienda cable de cobre 2/0 AWG THHN para este transformador.
Ejemplo 2: Transformador monofásico de 45 kVA, 220V, 20 metros, aluminio
Paso 1: Calcular la corriente
I = (45 × 1000) / 220 = 45,000 / 220 = 204.5 A
Paso 2: Seleccionar el calibre de cable
Según la tabla 310.16 del NEC, un cable de aluminio XHHW de 250 kcmil soporta 205 A a 30°C.
Se selecciona 250 kcmil aluminio.
Paso 3: Verificar caída de tensión
Resistencia de 250 kcmil aluminio ≈ 0.138 Ω/km.
L = 20 m = 0.02 km.
%Caída = (2 × 204.5 × 0.02 × 0.138) / 220 × 100 = (1.13) / 220 × 100 ≈ 0.51%
La caída de tensión es aceptable.
Paso 4: Verificar factores de corrección
Temperatura ambiente 30°C, sin agrupamiento excesivo, no se requiere corrección.
Resultado: Se recomienda cable de aluminio 250 kcmil XHHW para este transformador.
Variables y consideraciones adicionales en la selección de cables para transformadores
- Material del conductor: El cobre tiene mayor conductividad que el aluminio, pero es más costoso.
- Tipo de aislamiento: THHN, THWN, XHHW, entre otros, determinan la temperatura máxima de operación.
- Temperatura ambiente: Si supera los 30°C, aplicar factor de corrección.
- Longitud del cable: A mayor distancia, mayor caída de tensión, puede requerir un calibre superior.
- Condiciones de agrupamiento: Más de tres conductores juntos requieren reducción de capacidad.
- Normas locales: Siempre verificar si existen requisitos adicionales en la normativa local.
Para mayor información técnica y tablas actualizadas, consulta la NFPA 70 (NEC) y la NTC 2050.
Recomendaciones finales para el uso de la calculadora de cables para transformadores – NTC 2050, NEC
- Siempre verifica la corriente real del transformador y las condiciones de instalación.
- Considera la caída de tensión y los factores de corrección por temperatura y agrupamiento.
- Consulta las tablas oficiales de la NTC 2050 y el NEC para confirmar la capacidad de los conductores.
- Utiliza la calculadora inteligente para obtener resultados rápidos y confiables.
- Ante dudas, consulta a un ingeniero electricista certificado.
La correcta selección del calibre de cable garantiza la seguridad, eficiencia y cumplimiento normativo en instalaciones eléctricas con transformadores.