La correcta selección y dimensionamiento de cables de alimentación para transformadores es crucial en instalaciones eléctricas seguras. Un cálculo inadecuado puede provocar sobrecalentamientos, pérdidas energéticas y riesgos de incendio, afectando la vida útil del sistema.

Este artículo explica cómo calcular el dimensionamiento de cables de alimentación de transformador según NTC 2050 y NEC. Encontrarás tablas, fórmulas, ejemplos prácticos y una calculadora inteligente para facilitar el proceso.

Calculadora con inteligencia artificial (IA) Calculadora de dimensionamiento de cables de alimentación de transformador – NTC 2050, NEC

¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?

Pensando ...

Calcular el calibre de cable para un transformador de 150 kVA, 480 V, 3 fases, 50 metros de distancia.
¿Qué sección de cable necesito para un transformador de 75 kVA, 220 V, 1 fase, 30 metros?
Dimensionar el cable de alimentación para un transformador de 300 kVA, 400 V, 3 fases, 100 metros, cobre.
¿Cuál es el calibre adecuado para un transformador de 45 kVA, 208 V, 3 fases, 20 metros, aluminio?

Tablas de dimensionamiento de cables de alimentación de transformador – NTC 2050, NEC

Las siguientes tablas presentan los valores más comunes para el dimensionamiento de cables de alimentación de transformadores, considerando los requerimientos de la NTC 2050 y el NEC (National Electrical Code). Incluyen capacidades de corriente admisible (ampacidad) para conductores de cobre y aluminio, en diferentes condiciones de instalación y temperatura.

Calibre AWG/kcmil	Sección (mm²)	Material	Ampacidad 30°C (A)	Ampacidad 40°C (A)	Tipo de aislamiento	Aplicación típica
14	2.08	Cobre	20	18	THHN/THWN	Iluminación, circuitos de control
12	3.31	Cobre	25	22	THHN/THWN	Tomacorrientes, pequeños motores
10	5.26	Cobre	35	31	THHN/THWN	Pequeños transformadores
8	8.37	Cobre	50	44	THHN/THWN	Transformadores hasta 15 kVA
6	13.3	Cobre	65	57	THHN/THWN	Transformadores hasta 25 kVA
4	21.2	Cobre	85	74	THHN/THWN	Transformadores hasta 37.5 kVA
2	33.6	Cobre	115	99	THHN/THWN	Transformadores hasta 50 kVA
1/0	53.5	Cobre	150	129	THHN/THWN	Transformadores hasta 75 kVA
3/0	85.0	Cobre	200	172	THHN/THWN	Transformadores hasta 112.5 kVA
250	127	Cobre	255	219	THHN/THWN	Transformadores hasta 150 kVA
350	177	Cobre	310	267	THHN/THWN	Transformadores hasta 225 kVA
500	253	Cobre	380	327	THHN/THWN	Transformadores hasta 300 kVA
750	380	Cobre	475	409	THHN/THWN	Transformadores hasta 500 kVA
1000	507	Cobre	545	470	THHN/THWN	Transformadores hasta 750 kVA
2/0	67.4	Aluminio	135	116	THHN/THWN	Transformadores hasta 75 kVA
4/0	107	Aluminio	180	155	THHN/THWN	Transformadores hasta 112.5 kVA
250	127	Aluminio	205	176	THHN/THWN	Transformadores hasta 150 kVA
350	177	Aluminio	250	215	THHN/THWN	Transformadores hasta 225 kVA
500	253	Aluminio	310	267	THHN/THWN	Transformadores hasta 300 kVA
750	380	Aluminio	400	344	THHN/THWN	Transformadores hasta 500 kVA
1000	507	Aluminio	455	391	THHN/THWN	Transformadores hasta 750 kVA

Las ampacidades mostradas corresponden a conductores en tubería, temperatura ambiente de 30°C, según NEC Artículo 310 y NTC 2050. Para otras condiciones, se deben aplicar factores de corrección por temperatura y agrupamiento.

Fórmulas para el dimensionamiento de cables de alimentación de transformador – NTC 2050, NEC

El dimensionamiento de cables para transformadores requiere calcular la corriente nominal, seleccionar el calibre adecuado y verificar la caída de tensión. A continuación, se presentan las fórmulas principales y la explicación de cada variable.

1. Cálculo de la corriente del transformador (I_t):

I_t = S / (√3 × V_L)

I_t: Corriente nominal del transformador (A)
S: Potencia aparente del transformador (VA o kVA)
V_L: Tensión de línea (V)
Para sistemas monofásicos: I_t = S / V
Para sistemas trifásicos: I_t = S / (√3 × V_L)

2. Selección del calibre del conductor:

I_cable ≥ I_t × F_corr × F_agrup

I_cable: Capacidad de corriente del cable (A)
F_corr: Factor de corrección por temperatura
F_agrup: Factor de corrección por agrupamiento
Seleccionar el calibre cuya ampacidad cumpla o supere el valor calculado.

3. Cálculo de caída de tensión (ΔV):

ΔV = (2 × L × I × R) / 1000

ΔV: Caída de tensión (V)
L: Longitud del cable (m)
I: Corriente (A)
R: Resistencia del conductor (Ω/km)
Para sistemas trifásicos: ΔV = (√3 × L × I × R) / 1000
La caída de tensión recomendada es ≤ 3%.

4. Cálculo de la sección mínima por caída de tensión:

S = (√3 × L × I) / (γ × ΔV)

S: Sección del conductor (mm²)
γ: Conductividad del material (m/Ω·mm²), cobre: 56, aluminio: 35
ΔV: Caída de tensión permitida (V)

Los valores comunes de cada variable dependen de la potencia del transformador, la tensión de alimentación, la longitud del cable, el material (cobre o aluminio), la temperatura ambiente y el tipo de aislamiento.

Potencia de transformadores: 15, 30, 45, 75, 112.5, 150, 225, 300, 500, 750 kVA
Tensiones típicas: 208 V, 220 V, 240 V, 277 V, 380 V, 400 V, 480 V, 600 V
Material: Cobre (mayor conductividad), Aluminio (más económico, menor conductividad)
Temperatura ambiente: 30°C (estándar), 40°C (requiere corrección)
Longitudes: 10, 20, 30, 50, 100 metros

Ejemplos prácticos de dimensionamiento de cables de alimentación de transformador – NTC 2050, NEC

Ejemplo 1: Transformador trifásico de 150 kVA, 480 V, 50 metros, cobre

Datos:

Potencia del transformador (S): 150 kVA = 150,000 VA
Tensión de línea (V_L): 480 V
Longitud del cable (L): 50 m
Material: Cobre
Temperatura ambiente: 30°C

1. Cálculo de la corriente:

I_t = S / (√3 × V_L)
I_t = 150,000 / (1.732 × 480) = 150,000 / 831.36 ≈ 180.5 A

2. Selección del calibre del conductor:

Según la tabla, para 180.5 A, el calibre mínimo de cobre es 3/0 AWG (200 A).
Si la temperatura ambiente es mayor a 30°C, aplicar factor de corrección.

3. Verificación de caída de tensión:

Resistencia de 3/0 AWG cobre: 0.162 Ω/km
ΔV = (√3 × L × I × R) / 1000
ΔV = (1.732 × 50 × 180.5 × 0.162) / 1000 ≈ (1.732 × 50 × 180.5 × 0.162) / 1000
ΔV ≈ (1.732 × 50 × 180.5 × 0.162) / 1000 ≈ (1.732 × 50 × 29.241) / 1000 ≈ (1.732 × 1462.05) / 1000 ≈ 2534.97 / 1000 ≈ 2.53 V
Porcentaje de caída: (2.53 / 480) × 100 ≈ 0.53%
La caída de tensión es aceptable (<3%).

4. Resumen:

Calibre recomendado: 3/0 AWG cobre
La ampacidad y la caída de tensión cumplen con NTC 2050 y NEC.

Ejemplo 2: Transformador monofásico de 75 kVA, 220 V, 30 metros, aluminio

Datos:

Potencia del transformador (S): 75 kVA = 75,000 VA
Tensión (V): 220 V
Longitud del cable (L): 30 m
Material: Aluminio
Temperatura ambiente: 30°C

1. Cálculo de la corriente:

I_t = S / V = 75,000 / 220 ≈ 340.9 A

2. Selección del calibre del conductor:

Según la tabla, para 340.9 A, el calibre mínimo de aluminio es 500 kcmil (310 A).
Como 500 kcmil no cubre la corriente, se debe usar dos conductores en paralelo de 250 kcmil (205 A c/u), totalizando 410 A.

3. Verificación de caída de tensión:

Resistencia de 250 kcmil aluminio: 0.221 Ω/km
ΔV = (2 × L × I × R) / 1000
ΔV = (2 × 30 × 340.9 × 0.221) / 1000 ≈ (60 × 340.9 × 0.221) / 1000 ≈ (60 × 75.3489) / 1000 ≈ 4520.934 / 1000 ≈ 4.52 V
Porcentaje de caída: (4.52 / 220) × 100 ≈ 2.05%
La caída de tensión es aceptable (<3%).

4. Resumen:

Calibre recomendado: 2 × 250 kcmil aluminio en paralelo
La ampacidad y la caída de tensión cumplen con NTC 2050 y NEC.

Factores de corrección y consideraciones adicionales

Temperatura ambiente: Si la temperatura supera los 30°C, aplicar el factor de corrección de la tabla 310.15(B)(2)(a) del NEC.
Agrupamiento: Si hay más de tres conductores en un ducto, aplicar el factor de corrección por agrupamiento.
Tipo de aislamiento: THHN/THWN es el más común para instalaciones industriales y comerciales.
Material: El cobre tiene mayor conductividad, pero el aluminio es más económico y ligero.
Caída de tensión: Mantenerla por debajo del 3% para garantizar eficiencia y seguridad.

Para más información técnica y normativa, consulta:

Recomendaciones para el uso de la calculadora de dimensionamiento de cables de alimentación de transformador – NTC 2050, NEC

Introduce los datos exactos: potencia, tensión, longitud, material y temperatura ambiente.
Verifica siempre la caída de tensión, especialmente en distancias largas.
Consulta las tablas de ampacidad y aplica los factores de corrección necesarios.
Considera el uso de conductores en paralelo para grandes corrientes.
Recuerda que la seguridad y la eficiencia dependen de un correcto dimensionamiento.

El dimensionamiento adecuado de cables de alimentación para transformadores, conforme a NTC 2050 y NEC, es esencial para la seguridad, eficiencia y cumplimiento normativo en instalaciones eléctricas modernas.