La protección de generadores eléctricos es vital para la seguridad y continuidad de la operación industrial. Calcular correctamente los parámetros de protección garantiza la integridad del equipo y la red eléctrica.
Este artículo explica cómo calcular y seleccionar protecciones para generadores eléctricos según IEC, IEEE y NTC 2050. Encontrarás tablas, fórmulas, ejemplos y una calculadora inteligente.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de protección de generadores eléctricos – IEC, IEEE, NTC 2050
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- Calcular el ajuste de sobrecorriente para un generador de 500 kVA, 400 V, según IEC 60034.
- Determinar el tamaño del interruptor para un generador de 250 kW, 480 V, bajo NTC 2050.
- Obtener el valor de disparo instantáneo para un generador de 1000 kVA, 220 V, según IEEE C37.101.
- Calcular la corriente de cortocircuito máxima admisible para un generador de 800 kVA, 380 V.
Tabla de valores comunes para la Calculadora de protección de generadores eléctricos – IEC, IEEE, NTC 2050
| Potencia Generador (kVA) | Tensión (V) | Corriente Nominal (A) | Factor de Servicio | Ajuste de Sobrecorriente (A) | Ajuste Instantáneo (A) | Interruptor Sugerido (A) | Fusible Sugerido (A) | IEC/IEEE/NTC Referencia |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 100 | 220 | 262 | 1.15 | 301 | 525 | 350 | 350 | IEC 60034-1 |
| 250 | 400 | 361 | 1.15 | 415 | 723 | 500 | 500 | NTC 2050 |
| 500 | 480 | 602 | 1.15 | 692 | 1204 | 800 | 800 | IEEE C37.101 |
| 800 | 380 | 1216 | 1.15 | 1398 | 2432 | 1600 | 1600 | IEC 60034-1 |
| 1000 | 220 | 2620 | 1.15 | 3013 | 5250 | 3200 | 3200 | NTC 2050 |
| 1500 | 400 | 2165 | 1.15 | 2490 | 4330 | 2500 | 2500 | IEEE C37.101 |
| 2000 | 480 | 2405 | 1.15 | 2766 | 4810 | 3200 | 3200 | IEC 60034-1 |
La tabla anterior muestra valores típicos de corriente nominal, ajustes de protección y referencias normativas para generadores eléctricos de diferentes capacidades y tensiones. Estos valores son útiles como punto de partida para el cálculo y selección de protecciones bajo las normativas IEC, IEEE y NTC 2050.
Fórmulas esenciales para la Calculadora de protección de generadores eléctricos – IEC, IEEE, NTC 2050
El cálculo de protecciones para generadores eléctricos requiere aplicar fórmulas específicas para determinar la corriente nominal, ajustes de sobrecorriente, disparo instantáneo, tamaño de interruptores y fusibles, entre otros parámetros. A continuación, se presentan las fórmulas más relevantes, explicando cada variable y sus valores típicos.
In = P / (√3 × V × FP)
- In: Corriente nominal (A)
- P: Potencia aparente del generador (VA o kVA)
- V: Tensión de línea (V)
- FP: Factor de potencia (típico: 0.8 para generadores industriales)
Iajuste = In × FS
- Iajuste: Corriente de ajuste de sobrecorriente (A)
- In: Corriente nominal (A)
- FS: Factor de servicio (típico: 1.10 a 1.25 según IEC 60034-1 y NTC 2050)
Iinst = In × FI
- Iinst: Corriente de disparo instantáneo (A)
- In: Corriente nominal (A)
- FI: Factor instantáneo (típico: 2 a 4 veces In según IEEE C37.101)
Iint ≥ Iajuste
- Iint: Corriente nominal del interruptor (A)
- Seleccionar el valor comercial inmediatamente superior a Iajuste
Ifus ≥ Iajuste
- Ifus: Corriente nominal del fusible (A)
- Seleccionar el valor comercial inmediatamente superior a Iajuste
Icc = (k × In)
- Icc: Corriente de cortocircuito máxima (A)
- k: Factor de cortocircuito del generador (típico: 5 a 8 según IEC 60034-1)
- In: Corriente nominal (A)
Estas fórmulas permiten calcular los parámetros fundamentales para la protección de generadores eléctricos bajo las normativas internacionales y nacionales más relevantes.
Explicación detallada de variables y valores comunes
- Potencia aparente (P): Se expresa en kVA. Valores típicos en aplicaciones industriales: 100 kVA a 2000 kVA.
- Tensión (V): Voltaje de línea. Comúnmente 220 V, 380 V, 400 V, 480 V.
- Factor de potencia (FP): Usualmente 0.8 para generadores industriales.
- Factor de servicio (FS): Entre 1.10 y 1.25, según la criticidad de la carga y la normativa.
- Factor instantáneo (FI): Entre 2 y 4, dependiendo de la sensibilidad requerida y la normativa.
- Factor de cortocircuito (k): Entre 5 y 8, según la capacidad de sobrecorriente del generador.
La correcta selección de estos valores es fundamental para garantizar la protección efectiva del generador y la seguridad de la instalación.
Ejemplos del mundo real: Aplicación de la Calculadora de protección de generadores eléctricos – IEC, IEEE, NTC 2050
Ejemplo 1: Generador de 500 kVA, 400 V, factor de potencia 0.8
Se requiere calcular los ajustes de protección y seleccionar el interruptor adecuado para un generador de 500 kVA, 400 V, FP 0.8, bajo la norma IEC 60034-1.
- Potencia (P): 500 kVA = 500,000 VA
- Tensión (V): 400 V
- FP: 0.8
- FS: 1.15 (según IEC 60034-1)
- FI: 3 (valor medio recomendado)
1. Corriente nominal:
2. Ajuste de sobrecorriente:
3. Ajuste de disparo instantáneo:
4. Selección de interruptor:
5. Selección de fusible:
6. Corriente de cortocircuito máxima admisible:
Por lo tanto, para este generador, se recomienda un interruptor y fusible de 1250 A, con ajustes de sobrecorriente de 1037 A y disparo instantáneo de 2706 A, considerando una corriente de cortocircuito máxima de 6314 A.
Ejemplo 2: Generador de 1000 kVA, 220 V, factor de potencia 0.8
Se requiere calcular los parámetros de protección para un generador de 1000 kVA, 220 V, FP 0.8, bajo la norma NTC 2050.
- Potencia (P): 1000 kVA = 1,000,000 VA
- Tensión (V): 220 V
- FP: 0.8
- FS: 1.20 (según NTC 2050 para cargas críticas)
- FI: 4 (valor alto para máxima protección)
1. Corriente nominal:
2. Ajuste de sobrecorriente:
3. Ajuste de disparo instantáneo:
4. Selección de interruptor:
5. Selección de fusible:
6. Corriente de cortocircuito máxima admisible:
En este caso, el generador requiere un interruptor y fusible de 4000 A, con ajustes de sobrecorriente de 3937 A y disparo instantáneo de 13,124 A, considerando una corriente de cortocircuito máxima de 19,686 A.
Consideraciones adicionales y mejores prácticas
- Verificar siempre los valores de ajuste con el fabricante del generador y la normativa local vigente.
- Utilizar protecciones diferenciales (relés de tierra) para evitar daños por fallas a tierra.
- Realizar pruebas periódicas de disparo y calibración de protecciones.
- Considerar la selectividad y coordinación con otras protecciones aguas arriba y abajo.
- Consultar siempre las tablas de ajustes recomendadas por IEC 60034-1, IEEE C37.101 y NTC 2050.
Para mayor información técnica y normativa, se recomienda consultar los siguientes recursos de autoridad:
- IEC 60034-1: Rotating electrical machines
- IEEE C37.101: Guide for Generator Ground Protection
- NTC 2050: Código Eléctrico Colombiano
La correcta aplicación de la Calculadora de protección de generadores eléctricos – IEC, IEEE, NTC 2050 es esencial para la seguridad, confiabilidad y eficiencia de los sistemas eléctricos industriales y comerciales.