La selección precisa de un transformador para alimentar un UPS es crítica para la continuidad eléctrica. Este cálculo, basado en NTC 2050, IEEE e IEC, garantiza seguridad, eficiencia y cumplimiento normativo.
Aquí descubrirás cómo dimensionar transformadores para UPS, fórmulas, tablas, ejemplos reales y una calculadora IA interactiva.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) para Calculadora para selección de transformador para alimentación de UPS – NTC 2050, IEEE, IEC
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- ¿Qué capacidad de transformador necesito para un UPS trifásico de 60 kVA, 480V/208V, factor de potencia 0.9?
- Calcular el tamaño del transformador para un UPS monofásico de 10 kVA, entrada 220V, salida 120V.
- ¿Qué transformador requiere un UPS de 30 kVA, carga crítica 24 kW, según NTC 2050?
- Dimensionar transformador para UPS de 100 kVA, entrada 440V, salida 220V, considerando factor de simultaneidad 0.8.
Tabla de valores comunes para la selección de transformador para alimentación de UPS – NTC 2050, IEEE, IEC
| Capacidad UPS (kVA) | Tensión Primaria (V) | Tensión Secundaria (V) | Corriente Primaria (A) | Corriente Secundaria (A) | Factor de Potencia | Capacidad Transformador (kVA) | Norma Aplicable |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 5 | 220 | 120 | 22.7 | 41.7 | 0.9 | 6 | NTC 2050 |
| 10 | 480 | 208 | 12.0 | 27.8 | 0.9 | 12 | IEEE C57.110 |
| 20 | 400 | 230 | 28.9 | 50.2 | 0.8 | 25 | IEC 60076 |
| 30 | 440 | 220 | 39.4 | 78.8 | 0.9 | 36 | NTC 2050 |
| 50 | 480 | 208 | 60.2 | 138.7 | 0.9 | 60 | IEEE C57.110 |
| 75 | 400 | 230 | 108.2 | 188.7 | 0.8 | 90 | IEC 60076 |
| 100 | 440 | 220 | 131.1 | 262.2 | 0.9 | 120 | NTC 2050 |
| 150 | 480 | 208 | 180.7 | 416.0 | 0.9 | 180 | IEEE C57.110 |
| 200 | 400 | 230 | 288.7 | 502.0 | 0.8 | 240 | IEC 60076 |
Fórmulas para la selección de transformador para alimentación de UPS según NTC 2050, IEEE, IEC
La selección de un transformador para alimentar un UPS requiere cálculos precisos que consideran la potencia, tensión, corriente, factor de potencia y condiciones de carga. A continuación, se presentan las fórmulas fundamentales, explicando cada variable y sus valores típicos.
1. Cálculo de la capacidad del transformador (kVA)
- Potencia de carga (kW): Suma de las potencias de los equipos conectados al UPS. Valores típicos: 5 kW, 10 kW, 30 kW, 100 kW.
- Factor de potencia (FP): Relación entre potencia activa y aparente. UPS modernos: 0.8 a 0.9.
- Factor de simultaneidad (FS): Proporción de carga máxima simultánea. Usualmente entre 0.7 y 1.0.
2. Cálculo de corriente primaria y secundaria
- Potencia (kVA): Capacidad del transformador calculada.
- Tensión (V): Voltaje de entrada o salida del transformador. Común: 120V, 208V, 220V, 230V, 400V, 440V, 480V.
3. Selección del transformador considerando armónicos (IEEE C57.110)
Los UPS generan armónicos que afectan la capacidad del transformador. Se recomienda aplicar un factor de sobredimensionamiento:
- Factor de sobredimensionamiento: Según el contenido armónico, típicamente entre 1.15 y 1.3.
4. Cálculo de pérdidas y eficiencia (IEC 60076)
Para aplicaciones críticas, se evalúan las pérdidas en vacío y carga:
- Pérdidas totales: Suma de pérdidas en vacío y en carga. Valores típicos: 1-3% de la potencia nominal.
5. Selección según NTC 2050 (Colombia)
La NTC 2050 exige que el transformador soporte la carga máxima continua y considere factores de temperatura ambiente y altitud:
- Factor de corrección por temperatura: 0.95 a 1.0 (según ambiente).
- Factor de corrección por altitud: 0.9 a 1.0 (según metros sobre el nivel del mar).
Ejemplos del mundo real: selección de transformador para alimentación de UPS
Ejemplo 1: UPS trifásico de 60 kVA, 480V/208V, factor de potencia 0.9
Suponga una instalación con un UPS trifásico de 60 kVA, entrada 480V, salida 208V, factor de potencia 0.9, factor de simultaneidad 1.0, ambiente a 30°C y altitud 1000 msnm.
- Paso 1: Calcular la potencia de carga en kW:
- Potencia de carga = 60 kVA × 0.9 = 54 kW
- Paso 2: Determinar la capacidad del transformador:
- Capacidad (kVA) = 54 kW / (0.9 × 1.0) = 60 kVA
- Paso 3: Aplicar factor de sobredimensionamiento por armónicos (suponga 1.2):
- Capacidad ajustada = 60 kVA × 1.2 = 72 kVA
- Paso 4: Corrección por temperatura (0.98) y altitud (0.98):
- Capacidad final = 72 kVA × 0.98 × 0.98 ≈ 69.2 kVA
- Paso 5: Seleccionar el transformador comercial más cercano: 75 kVA trifásico, 480V/208V.
Resultado: Se debe instalar un transformador de 75 kVA, cumpliendo NTC 2050, IEEE C57.110 e IEC 60076.
Ejemplo 2: UPS monofásico de 10 kVA, entrada 220V, salida 120V, factor de potencia 0.8
En una oficina, se requiere alimentar un UPS monofásico de 10 kVA, entrada 220V, salida 120V, factor de potencia 0.8, simultaneidad 0.9, ambiente 25°C, nivel del mar.
- Paso 1: Potencia de carga = 10 kVA × 0.8 = 8 kW
- Paso 2: Capacidad transformador = 8 kW / (0.8 × 0.9) ≈ 11.1 kVA
- Paso 3: Factor de sobredimensionamiento (1.15): 11.1 kVA × 1.15 ≈ 12.8 kVA
- Paso 4: Corrección por temperatura (1.0) y altitud (1.0): 12.8 kVA × 1.0 × 1.0 = 12.8 kVA
- Paso 5: Seleccionar transformador comercial: 15 kVA monofásico, 220V/120V.
Resultado: El transformador adecuado es de 15 kVA, cumpliendo NTC 2050 y normas internacionales.
Consideraciones adicionales y mejores prácticas
- Verificar la compatibilidad de tensiones y conexiones (estrella, delta, zig-zag) según la topología del UPS.
- Considerar la ventilación y el espacio físico para el transformador, especialmente en potencias superiores a 50 kVA.
- Revisar la calidad de la energía y el contenido armónico de la carga, ajustando el sobredimensionamiento según IEEE C57.110.
- Consultar siempre las tablas de fabricantes y las recomendaciones de la NTC 2050, IEC 60076 y IEEE C57.110.
- Para instalaciones críticas, considerar transformadores con blindaje electrostático para reducir interferencias.
La correcta selección del transformador para UPS es esencial para la seguridad, eficiencia y cumplimiento normativo. Utilizar herramientas como la calculadora IA y seguir las fórmulas y tablas presentadas asegura una instalación confiable y duradera.
Para mayor información técnica y normativa, consulte los siguientes recursos de autoridad:
Recuerde que una selección adecuada previene sobrecalentamientos, caídas de tensión y fallas críticas en sistemas de respaldo eléctrico.
¿Necesita ayuda personalizada? Utilice la calculadora IA o consulte a un ingeniero electricista certificado para su proyecto.