La protección contra sobrecorriente y sobrecarga en transformadores es esencial para la seguridad eléctrica industrial. Calcular correctamente estos valores garantiza la integridad de equipos y personas, cumpliendo normativas internacionales.
Este artículo explica cómo dimensionar y seleccionar protecciones para transformadores según NEC y NTC 2050. Encontrarás fórmulas, tablas, ejemplos y una calculadora inteligente para tus proyectos.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) Calculadora de protección contra sobrecorriente y sobrecarga de transformadores – NEC, NTC 2050
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- Calcular el tamaño del interruptor para un transformador trifásico de 150 kVA, 480V, según NEC.
- ¿Qué fusible necesito para un transformador monofásico de 75 kVA, 220V, según NTC 2050?
- Determinar la protección primaria y secundaria para un transformador de 300 kVA, 13,2 kV/480V.
- ¿Cuál es la corriente nominal y el tamaño del conductor para un transformador de 45 kVA, 208V?
Tablas de valores comunes para la Calculadora de protección contra sobrecorriente y sobrecarga de transformadores – NEC, NTC 2050
| Potencia del Transformador (kVA) | Tensión Secundaria (V) | Corriente Nominal (A) | Protección Primaria (A) (125% IN, Fusible de Tiempo Retardado) | Protección Secundaria (A) (250% IN, Fusible de Tiempo Retardado) | Conductor Recomendado (AWG/Cu) |
|---|---|---|---|---|---|
| 15 | 208 | 41.6 | 52 | 104 | #6 |
| 30 | 240 | 72.2 | 90 | 180 | #3 |
| 45 | 480 | 54.1 | 68 | 136 | #6 |
| 75 | 208 | 208 | 260 | 520 | 250 kcmil |
| 112.5 | 480 | 135.5 | 170 | 341 | 3/0 |
| 150 | 480 | 180.7 | 226 | 453 | 4/0 |
| 225 | 480 | 271.6 | 340 | 680 | 500 kcmil |
| 300 | 480 | 361.1 | 451 | 902 | 750 kcmil |
| 500 | 480 | 601.0 | 751 | 1502 | 1250 kcmil |
La tabla anterior resume valores típicos de corriente nominal, protecciones y conductores para transformadores comunes, según NEC y NTC 2050. Estos valores pueden variar según condiciones de instalación, temperatura ambiente y tipo de aislamiento.
Fórmulas para la Calculadora de protección contra sobrecorriente y sobrecarga de transformadores – NEC, NTC 2050
El cálculo de la protección de transformadores requiere determinar la corriente nominal y aplicar factores de sobredimensionamiento según la normativa. A continuación, se presentan las fórmulas esenciales:
Cálculo de la Corriente Nominal del Transformador
Corriente (A) = (Potencia (kVA) × 1000) / (Tensión (V))
Corriente (A) = (Potencia (kVA) × 1000) / (√3 × Tensión (V))
- Potencia (kVA): Capacidad nominal del transformador.
- Tensión (V): Tensión de línea en el lado considerado.
- √3: Raíz cuadrada de 3 (aprox. 1.732), solo para sistemas trifásicos.
Cálculo de la Protección Primaria
Según NEC Artículo 450.3(B) y NTC 2050, la protección primaria se selecciona así:
Protección primaria (A) = Corriente nominal × 1.25
Protección primaria (A) = Corriente nominal × 2.5
- El valor calculado se ajusta al valor comercial inmediato superior.
- Para transformadores mayores a 600V, consultar tablas específicas de la norma.
Cálculo de la Protección Secundaria
La protección secundaria se determina así:
Protección secundaria (A) = Corriente nominal × 2.5
Protección secundaria (A) = Corriente nominal × 6
- La protección secundaria puede omitirse si la primaria protege adecuadamente ambos lados, según NEC 450.3(B).
Cálculo del Conductor Recomendado
Sección del conductor (mm² o AWG) = Corriente nominal / Capacidad de conducción del conductor (según tabla 310.16 NEC)
- Considerar factores de corrección por temperatura y agrupamiento.
Valores Comunes de Variables
- Potencia (kVA): 15, 30, 45, 75, 112.5, 150, 225, 300, 500
- Tensión (V): 208, 220, 240, 277, 480, 600, 13200
- Factores de protección: 1.25 (fusible primario), 2.5 (fusible secundario), 2.5-6 (interruptor termomagnético)
- Conductores: #6, #3, 3/0, 4/0, 250 kcmil, 500 kcmil, 750 kcmil, 1250 kcmil
Ejemplos del mundo real: Aplicación de la Calculadora de protección contra sobrecorriente y sobrecarga de transformadores – NEC, NTC 2050
Ejemplo 1: Transformador trifásico de 150 kVA, 480V/208V
Datos:
- Potencia: 150 kVA
- Tensión primaria: 480 V
- Tensión secundaria: 208 V
- Tipo: Trifásico
1. Corriente nominal primaria:
2. Protección primaria (fusible de tiempo retardado):
3. Protección secundaria (fusible de tiempo retardado):
Protección secundaria = 416,6 × 2.5 = 1041,5 A → Se selecciona 1100 A (valor comercial)
4. Conductor recomendado:
- Para 180,7 A, conductor de cobre #4/0 AWG (capacidad 230 A, según NEC 310.16)
- Para 416,6 A, conductor de cobre 500 kcmil (capacidad 430 A, según NEC 310.16)
Ejemplo 2: Transformador monofásico de 75 kVA, 220V/110V
Datos:
- Potencia: 75 kVA
- Tensión primaria: 220 V
- Tensión secundaria: 110 V
- Tipo: Monofásico
1. Corriente nominal primaria:
2. Protección primaria (fusible de tiempo retardado):
3. Protección secundaria (fusible de tiempo retardado):
Protección secundaria = 681,8 × 2.5 = 1704,5 A → Se selecciona 1750 A (valor comercial)
4. Conductor recomendado:
- Para 340,9 A, conductor de cobre 500 kcmil (capacidad 380 A, según NEC 310.16)
- Para 681,8 A, conductor de cobre 1250 kcmil (capacidad 760 A, según NEC 310.16)
Consideraciones adicionales y mejores prácticas
- Verificar siempre las condiciones de instalación: temperatura ambiente, agrupamiento de conductores y tipo de aislamiento.
- Consultar las tablas de la norma NEC 310.16 y NTC 2050 para la selección de conductores.
- Utilizar protecciones de tiempo retardado para permitir corrientes de arranque sin disparos intempestivos.
- En transformadores de más de 600V, aplicar los criterios específicos de la sección 450.3(A) de NEC.
- La protección secundaria puede omitirse si la primaria protege ambos lados, pero se recomienda instalarla para mayor seguridad.
- Revisar periódicamente el estado de las protecciones y realizar pruebas de funcionamiento.
Para información adicional y tablas completas, consulta la NFPA 70 (NEC) y la NTC 2050.
La correcta aplicación de la calculadora de protección contra sobrecorriente y sobrecarga de transformadores – NEC, NTC 2050, es fundamental para la seguridad, eficiencia y cumplimiento normativo en instalaciones eléctricas modernas.