La transferencia automática de energía es vital para la continuidad operativa en instalaciones críticas y de alta demanda. Calcular y seleccionar correctamente un sistema ATS requiere precisión, conocimiento normativo y dominio de parámetros eléctricos.
En este artículo descubrirás cómo calcular, seleccionar y parametrizar un ATS según IEEE, IEC y NTC 2050. Incluye fórmulas, tablas, ejemplos reales y una calculadora IA interactiva.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de transferencia automática (ATS) y sus parámetros – IEEE, IEC, NTC 2050
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- Calcular la corriente nominal de un ATS para un sistema trifásico de 400V y 250kVA.
- Determinar el tiempo de transferencia recomendado según IEC para un hospital con carga crítica.
- Seleccionar el tamaño de ATS para un generador de 500kW, 480V, factor de potencia 0.8.
- Comparar los parámetros de retardo de transferencia según IEEE y NTC 2050 para una industria.
Tabla de parámetros comunes en la Calculadora de transferencia automática (ATS) y sus parámetros – IEEE, IEC, NTC 2050
| Parámetro | Descripción | Valores Comunes | Norma IEEE | Norma IEC | NTC 2050 |
|---|---|---|---|---|---|
| Corriente nominal (In) | Capacidad máxima de corriente del ATS | 40A, 63A, 100A, 160A, 250A, 400A, 630A, 800A, 1000A, 1600A, 2000A, 3200A, 4000A | IEEE C37.20.1 | IEC 60947-6-1 | Art. 700.6 |
| Tensión nominal (Un) | Tensión máxima de operación | 220V, 230V, 240V, 380V, 400V, 415V, 480V, 600V | IEEE C37.20.1 | IEC 60947-6-1 | Art. 700.6 |
| Tiempo de transferencia (tt) | Tiempo entre la detección de falla y transferencia | 0.5s, 1s, 3s, 5s, 10s | IEEE 446 | IEC 60947-6-1 | Art. 700.12 |
| Tiempo de retardo de retorno (tr) | Tiempo antes de volver a la fuente normal | 5s, 10s, 30s, 60s, 180s | IEEE 446 | IEC 60947-6-1 | Art. 700.12 |
| Capacidad de cortocircuito (Icc) | Corriente máxima de cortocircuito soportada | 10kA, 25kA, 35kA, 50kA, 65kA, 85kA | IEEE C37.20.1 | IEC 60947-6-1 | Art. 700.6 |
| Tipo de transferencia | Transición abierta, cerrada, programada | Abierta, Cerrada, Programada | IEEE 446 | IEC 60947-6-1 | Art. 700.6 |
| Factor de servicio (fs) | Relación entre carga real y nominal | 0.8, 1.0 | IEEE 446 | IEC 60947-6-1 | Art. 700.6 |
| Frecuencia nominal (fn) | Frecuencia de operación | 50Hz, 60Hz | IEEE C37.20.1 | IEC 60947-6-1 | Art. 700.6 |
| Tipo de carga | Crítica, esencial, no esencial | Crítica, Esencial, No esencial | IEEE 446 | IEC 60364-5-56 | Art. 700.1 |
Fórmulas esenciales para la Calculadora de transferencia automática (ATS) y sus parámetros – IEEE, IEC, NTC 2050
El dimensionamiento y parametrización de un ATS requiere el uso de fórmulas eléctricas fundamentales, adaptadas a las normativas internacionales. A continuación, se presentan las fórmulas más relevantes, explicando cada variable y sus valores típicos.
1. Cálculo de la corriente nominal del ATS (In)
In = S / (√3 × V × fs)
- In: Corriente nominal del ATS (A)
- S: Potencia aparente total (VA o kVA)
- V: Tensión de línea (V)
- fs: Factor de servicio (típico 0.8 para generadores, 1.0 para cargas resistivas)
Valores comunes: S = 100kVA, 250kVA, 500kVA; V = 400V, 480V; fs = 0.8, 1.0
2. Cálculo de la capacidad de cortocircuito (Icc)
Icc = Scc / (√3 × V)
- Icc: Corriente de cortocircuito (A)
- Scc: Potencia de cortocircuito en el punto de instalación (VA)
- V: Tensión de línea (V)
Valores comunes: Scc = 10MVA, 25MVA, 50MVA; V = 400V, 480V
3. Tiempo de transferencia (tt) y retardo de retorno (tr)
tt = tdet + tgen + tATS
- tt: Tiempo total de transferencia (s)
- tdet: Tiempo de detección de falla (s) (típico: 0.1-0.5s)
- tgen: Tiempo de arranque del generador (s) (típico: 5-10s)
- tATS: Tiempo de operación del ATS (s) (típico: 0.1-1s)
Valores comunes: tt = 5-15s para hospitales, 10-30s para industria.
4. Selección del tamaño del ATS según la carga
Tamaño ATS ≥ In × 1.25
- Se recomienda un margen del 25% sobre la corriente nominal calculada.
5. Cálculo de la potencia de carga conectada (Pc)
Pc = Σ (Pi)
- Pi: Potencia de cada carga conectada (W)
Se suman todas las cargas críticas, esenciales y no esenciales según la clasificación de la instalación.
Ejemplos del mundo real: Aplicación de la Calculadora de transferencia automática (ATS) y sus parámetros – IEEE, IEC, NTC 2050
Ejemplo 1: Selección de ATS para un hospital según IEC y NTC 2050
Un hospital requiere un sistema de transferencia automática para alimentar una carga crítica de 400kVA a 400V, 50Hz, con un factor de potencia de 0.8. Se debe cumplir IEC 60947-6-1 y NTC 2050 Art. 700.12.
- Paso 1: Calcular la corriente nominal del ATS.
In = S / (√3 × V × fs)
In = 400,000 VA / (1.732 × 400V × 0.8)
In = 400,000 / (1.732 × 400 × 0.8)
In = 400,000 / 554.24
In ≈ 722 A
- Paso 2: Aplicar margen de seguridad (25%).
Tamaño ATS ≥ 722 × 1.25 = 902.5 A
- Paso 3: Seleccionar el tamaño comercial inmediato superior: 1000A.
- Paso 4: Verificar capacidad de cortocircuito (Icc) del ATS.
Suponga Scc = 25MVA en el punto de instalación:
Icc = 25,000,000 / (1.732 × 400) = 25,000,000 / 692.8 ≈ 36,070 A
- El ATS debe soportar al menos 36kA de cortocircuito.
- Paso 5: Configurar tiempos de transferencia y retardo según IEC y NTC 2050:
- tt (tiempo de transferencia): ≤ 10s (hospitales críticos)
- tr (retardo de retorno): 30s recomendado
Resultado: ATS de 1000A, 400V, 36kA, tiempos de transferencia ≤10s, retardo de retorno 30s, cumpliendo IEC y NTC 2050.
Ejemplo 2: Dimensionamiento de ATS para una industria según IEEE 446
Una planta industrial tiene una carga total de 800kW, 480V, 60Hz, factor de potencia 0.9. Se requiere ATS conforme a IEEE 446.
- Paso 1: Calcular la potencia aparente (S).
S = P / fp = 800,000 / 0.9 ≈ 888,889 VA
- Paso 2: Calcular la corriente nominal.
In = S / (√3 × V × fs)
In = 888,889 / (1.732 × 480 × 1.0)
In = 888,889 / 831.36 ≈ 1,069 A
- Paso 3: Aplicar margen de seguridad (25%).
Tamaño ATS ≥ 1,069 × 1.25 = 1,336 A
- Seleccionar ATS comercial de 1600A.
- Paso 4: Verificar Icc. Suponga Scc = 50MVA:
Icc = 50,000,000 / (1.732 × 480) = 50,000,000 / 831.36 ≈ 60,170 A
- El ATS debe soportar al menos 65kA de cortocircuito.
- Paso 5: Configurar tiempos de transferencia:
- tt: 10-30s (según criticidad de la carga)
- tr: 60s recomendado
Resultado: ATS de 1600A, 480V, 65kA, tiempos de transferencia 10-30s, retardo de retorno 60s, cumpliendo IEEE 446.
Parámetros adicionales y recomendaciones normativas
- La selección del ATS debe considerar el tipo de carga (crítica, esencial, no esencial) según NTC 2050 Art. 700.1.
- El tiempo de transferencia debe minimizarse en hospitales y centros de datos (IEC 60364-5-56).
- La capacidad de cortocircuito debe ser igual o superior a la máxima corriente de falla esperada (IEEE C37.20.1).
- El ATS debe ser probado periódicamente según IEC 60947-6-1 y NTC 2050 Art. 700.3.
- La transición abierta es la más común, pero la cerrada es preferida en cargas críticas sensibles.
Enlaces de referencia y recursos adicionales
- IEEE 446 – Recommended Practice for Emergency and Standby Power Systems
- IEC 60947-6-1 – Low-voltage switchgear and controlgear – Multiple function equipment – Transfer switching equipment
- NTC 2050 – Código Eléctrico Colombiano
- Schneider Electric – ATS Sizing and Selection Guide
La correcta selección y parametrización de un ATS, conforme a IEEE, IEC y NTC 2050, garantiza seguridad, continuidad y cumplimiento normativo en instalaciones críticas. Utiliza la calculadora IA y las fórmulas presentadas para optimizar tu diseño eléctrico.