La protección por sobrecarga en transformadores es esencial para la seguridad y eficiencia de sistemas eléctricos industriales. Calcular correctamente estos valores garantiza la integridad de los equipos y la continuidad operativa.
Este artículo explica cómo calcular la protección por sobrecarga en transformadores según NEC y NTC 2050, con ejemplos, fórmulas y tablas prácticas.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) Calculadora de protección por sobrecarga en transformadores – NEC, NTC 2050
- Calcular el tamaño del fusible para un transformador de 75 kVA, 480V, según NEC y NTC 2050.
- ¿Qué protección por sobrecarga requiere un transformador de 150 kVA, 220V, 3 fases?
- Determinar el interruptor adecuado para un transformador de 45 kVA, 208V, 1 fase.
- ¿Cuál es la corriente nominal y protección recomendada para un transformador de 112.5 kVA, 480V?
Tablas de valores comunes para la Calculadora de protección por sobrecarga en transformadores – NEC, NTC 2050
Las siguientes tablas presentan valores típicos de transformadores, corrientes nominales y protecciones recomendadas según NEC (National Electrical Code) y NTC 2050 (Norma Técnica Colombiana).
| Potencia del Transformador (kVA) | Tensión Primaria (V) | Tensión Secundaria (V) | Fases | Corriente Nominal (A) | Protección Máxima Fusible (A) | Protección Máxima Interruptor (A) | Norma Aplicable |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 15 | 480 | 208 | 3 | 18 | 25 | 30 | NEC 450.3(B) |
| 30 | 480 | 208 | 3 | 36 | 50 | 50 | NEC 450.3(B) |
| 45 | 480 | 208 | 3 | 54 | 70 | 70 | NEC 450.3(B) |
| 75 | 480 | 208 | 3 | 90 | 125 | 125 | NEC 450.3(B) |
| 112.5 | 480 | 208 | 3 | 135 | 175 | 175 | NEC 450.3(B) |
| 150 | 480 | 208 | 3 | 180 | 225 | 225 | NEC 450.3(B) |
| 225 | 480 | 208 | 3 | 270 | 350 | 350 | NEC 450.3(B) |
| 15 | 220 | 110 | 1 | 68 | 100 | 100 | NTC 2050 450.3(B) |
| 30 | 220 | 110 | 1 | 136 | 175 | 175 | NTC 2050 450.3(B) |
| 45 | 220 | 110 | 1 | 204 | 250 | 250 | NTC 2050 450.3(B) |
| 75 | 220 | 110 | 1 | 340 | 400 | 400 | NTC 2050 450.3(B) |
Estos valores son orientativos y deben verificarse con la última edición de las normas NEC y NTC 2050.
Fórmulas para la Calculadora de protección por sobrecarga en transformadores – NEC, NTC 2050
El cálculo de la protección por sobrecarga en transformadores requiere determinar la corriente nominal y seleccionar el dispositivo de protección adecuado. A continuación, se presentan las fórmulas principales y la explicación de cada variable.
1. Cálculo de la corriente nominal del transformador
Corriente (A) = Potencia (kVA) × 1000 / (Voltaje (V) × 1)
Corriente (A) = Potencia (kVA) × 1000 / (Voltaje (V) × √3)
- Potencia (kVA): Capacidad nominal del transformador en kilovoltamperios.
- Voltaje (V): Tensión de línea en voltios (primaria o secundaria según el cálculo).
- √3: Factor de conversión para sistemas trifásicos (aproximadamente 1.732).
2. Selección de la protección por sobrecarga (fusible o interruptor)
Según NEC 450.3(B) y NTC 2050, la protección máxima permitida depende del tipo de dispositivo:
- Fusible de acción lenta: Hasta 125% de la corriente nominal del transformador.
- Interruptor termomagnético: Hasta 250% de la corriente nominal del transformador.
- Factor de protección: 1.25 para fusibles, 2.5 para interruptores (según NEC 450.3(B)).
En la práctica, se selecciona el valor comercial inmediatamente superior al resultado del cálculo.
3. Cálculo de la corriente de cortocircuito (para selección de interruptores de alta capacidad)
- Impedancia (%): Valor de impedancia del transformador, normalmente entre 4% y 8%.
Explicación detallada de las variables y valores comunes
- Potencia (kVA): Los transformadores comerciales suelen encontrarse en rangos de 15, 30, 45, 75, 112.5, 150, 225 kVA, etc.
- Voltaje (V): Comúnmente 208V, 220V, 240V, 480V, 600V.
- Corriente nominal (A): Calculada según la fórmula anterior, es la base para seleccionar la protección.
- Fusible: Dispositivo de protección que se funde ante sobrecorrientes. Se recomienda tipo acción lenta para transformadores.
- Interruptor termomagnético: Dispositivo de protección que abre el circuito ante sobrecorrientes o cortocircuitos.
- Impedancia (%): Dato de placa del transformador, afecta la corriente de cortocircuito.
Ejemplos del mundo real: Aplicación de la Calculadora de protección por sobrecarga en transformadores – NEC, NTC 2050
Ejemplo 1: Selección de protección para un transformador de 75 kVA, 480V, 3 fases
Datos:
- Potencia: 75 kVA
- Tensión primaria: 480 V
- Fases: 3
Paso 1: Calcular la corriente nominal
Paso 2: Seleccionar la protección máxima
- Fusible: 90.25 × 1.25 = 112.8 A → Se selecciona 125 A (valor comercial superior).
- Interruptor: 90.25 × 2.5 = 225.6 A → Se selecciona 225 A (valor comercial inferior o igual).
Resultado: Para este transformador, se recomienda un fusible de 125 A o un interruptor de 225 A en el primario.
Ejemplo 2: Protección para un transformador de 150 kVA, 220V, 3 fases
Datos:
- Potencia: 150 kVA
- Tensión primaria: 220 V
- Fases: 3
Paso 1: Calcular la corriente nominal
Paso 2: Seleccionar la protección máxima
- Fusible: 393.7 × 1.25 = 492.1 A → Se selecciona 500 A (valor comercial superior).
- Interruptor: 393.7 × 2.5 = 984.2 A → Se selecciona 1000 A (valor comercial superior).
Resultado: Para este transformador, se recomienda un fusible de 500 A o un interruptor de 1000 A en el primario.
Consideraciones adicionales y mejores prácticas
- Verificar siempre los valores de placa del transformador y las recomendaciones del fabricante.
- La protección secundaria puede requerir ajustes según la carga conectada y la selectividad de protecciones.
- En instalaciones críticas, considerar protecciones adicionales como relés de sobrecorriente y monitoreo térmico.
- Consultar siempre la última edición de las normas NEC y NTC 2050.
La correcta selección de la protección por sobrecarga en transformadores es fundamental para la seguridad, eficiencia y cumplimiento normativo en instalaciones eléctricas industriales y comerciales.
Preguntas frecuentes sobre la Calculadora de protección por sobrecarga en transformadores – NEC, NTC 2050
- ¿Por qué es importante la protección por sobrecarga en transformadores? Evita daños por sobrecalentamiento, incendios y fallas en el sistema eléctrico.
- ¿Qué diferencia hay entre fusible e interruptor? El fusible se funde y debe reemplazarse; el interruptor puede rearmarse tras una falla.
- ¿Puedo usar protecciones mayores a las calculadas? Solo si lo permite la norma y el fabricante, para evitar riesgos.
- ¿La protección secundaria es igual a la primaria? No necesariamente; depende de la carga y la selectividad de protecciones.
Para cálculos avanzados y casos especiales, se recomienda el uso de software especializado y la asesoría de un ingeniero electricista certificado.