La protección de transformadores es esencial para la seguridad y confiabilidad de sistemas eléctricos industriales y comerciales. Calcular correctamente la protección según NEC y NTC 2050 previene fallas, incendios y pérdidas económicas.
Este artículo explica cómo dimensionar y seleccionar protecciones para transformadores según NEC y NTC 2050. Encontrarás tablas, fórmulas, ejemplos y una calculadora inteligente para facilitar el proceso.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) Calculadora de protección de transformadores según NEC – NEC, NTC 2050
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- Calcular protección primaria y secundaria para un transformador de 150 kVA, 480V/208V, 3 fases, 60 Hz.
- ¿Qué interruptor automático necesito para un transformador de 75 kVA, 220V/440V, según NEC?
- Dimensionar fusibles para un transformador de 45 kVA, 480V/240V, 3 fases, según NTC 2050.
- ¿Cuál es el calibre mínimo de protección secundaria para un transformador de 112.5 kVA, 480V/208V?
Tablas de valores comunes para la Calculadora de protección de transformadores según NEC – 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) | Corriente Primaria (A) | Corriente Secundaria (A) | Protección Primaria Recomendada (A) | Protección Secundaria Recomendada (A) | Calibre de Conductor Primario (AWG) | Calibre de Conductor Secundario (AWG) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 15 | 480 | 208 | 18.0 | 41.6 | 25 | 60 | #12 | #6 |
| 30 | 480 | 208 | 36.1 | 83.3 | 50 | 100 | #10 | #3 |
| 45 | 480 | 208 | 54.2 | 125.0 | 70 | 150 | #8 | #1 |
| 75 | 480 | 208 | 90.2 | 208.0 | 125 | 225 | #4 | #3/0 |
| 112.5 | 480 | 208 | 135.4 | 312.5 | 175 | 400 | #2 | 250 kcmil |
| 150 | 480 | 208 | 180.4 | 416.7 | 225 | 500 | 3/0 | 350 kcmil |
| 225 | 480 | 208 | 270.6 | 625.0 | 350 | 800 | 350 kcmil | 600 kcmil |
Estos valores son referenciales y pueden variar según condiciones de instalación, temperatura ambiente y tipo de protección.
Fórmulas para la Calculadora de protección de transformadores según NEC – NEC, NTC 2050
El cálculo de la protección de transformadores se basa en la determinación de la corriente nominal y la selección de dispositivos de protección adecuados. A continuación, se presentan las fórmulas principales:
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 del lado correspondiente (primario o secundario).
- √3: Raíz cuadrada de 3 (aprox. 1.732), para sistemas trifásicos.
Selección de protección primaria según NEC 450.3(B) y NTC 2050
La protección primaria limita la corriente de entrada al transformador. Según NEC 450.3(B) y NTC 2050, los valores máximos permitidos son:
- Fusibles de acción lenta: Hasta 300% de la corriente nominal del primario.
- Interruptores automáticos: Hasta 250% de la corriente nominal del primario.
Protección primaria (A) = Corriente primaria × Factor de protección (2.5 para interruptor, 3 para fusible)
Si el valor calculado no coincide con un valor estándar, se selecciona el inmediato superior según la tabla de dispositivos de protección.
Selección de protección secundaria según NEC 450.3(B) y NTC 2050
- Fusibles de acción lenta: Hasta 125% de la corriente nominal del secundario.
- Interruptores automáticos: Hasta 125% de la corriente nominal del secundario.
Protección secundaria (A) = Corriente secundaria × 1.25
En algunos casos, si la protección primaria es suficiente, la protección secundaria puede omitirse según NEC 450.3(B) Nota 1.
Selección del calibre de conductor
El calibre del conductor se selecciona considerando la corriente calculada y la tabla 310.16 de NEC o la tabla 11 de NTC 2050, considerando la temperatura y el tipo de aislamiento.
- Conductor primario: Debe soportar al menos el 125% de la corriente primaria.
- Conductor secundario: Debe soportar al menos el 125% de la corriente secundaria.
Calibre conductor = Corriente × 1.25
Se selecciona el calibre inmediato superior según la tabla de conductores.
Explicación detallada de variables y valores comunes
- Potencia (kVA): Valor nominal del transformador, comúnmente 15, 30, 45, 75, 112.5, 150, 225 kVA.
- Tensión primaria/ secundaria (V): Voltajes estándar: 480, 240, 208, 220, 440 V.
- Corriente primaria/ secundaria (A): Calculada según la fórmula anterior.
- Protección primaria/ secundaria (A): Determinada por el tipo de dispositivo y el porcentaje permitido por la norma.
- Calibre de conductor (AWG o kcmil): Seleccionado según la corriente y la tabla de conductores.
Para más información sobre tablas de conductores y dispositivos de protección, consulta la NFPA 70 (NEC) y la NTC 2050.
Ejemplos del mundo real: Calculadora de protección de transformadores según NEC – NEC, NTC 2050
Ejemplo 1: Transformador trifásico de 75 kVA, 480V/208V
- Datos: 75 kVA, 3 fases, 480V primario, 208V secundario.
1. Calcular corriente primaria:
- Corriente primaria = (75 × 1000) / (1.732 × 480) = 90.2 A
2. Calcular corriente secundaria:
- Corriente secundaria = (75 × 1000) / (1.732 × 208) = 208.0 A
3. Selección de protección primaria:
- Interruptor automático: 90.2 × 2.5 = 225.5 A → Se selecciona 225 A (valor estándar).
- Fusible de acción lenta: 90.2 × 3 = 270.6 A → Se selecciona 250 A (valor estándar).
4. Selección de protección secundaria:
- 208.0 × 1.25 = 260 A → Se selecciona 250 A o 300 A (según disponibilidad y coordinación).
5. Selección de calibre de conductor:
- Primario: 90.2 × 1.25 = 112.75 A → #3/0 AWG (capacidad 165 A).
- Secundario: 208.0 × 1.25 = 260 A → 300 kcmil (capacidad 285 A).
Ejemplo 2: Transformador monofásico de 45 kVA, 240V/120V
- Datos: 45 kVA, monofásico, 240V primario, 120V secundario.
1. Calcular corriente primaria:
- Corriente primaria = (45 × 1000) / 240 = 187.5 A
2. Calcular corriente secundaria:
- Corriente secundaria = (45 × 1000) / 120 = 375 A
3. Selección de protección primaria:
- Interruptor automático: 187.5 × 2.5 = 468.75 A → Se selecciona 500 A.
- Fusible de acción lenta: 187.5 × 3 = 562.5 A → Se selecciona 600 A.
4. Selección de protección secundaria:
- 375 × 1.25 = 468.75 A → Se selecciona 500 A.
5. Selección de calibre de conductor:
- Primario: 187.5 × 1.25 = 234.4 A → 250 kcmil (capacidad 255 A).
- Secundario: 375 × 1.25 = 468.75 A → 500 kcmil (capacidad 430 A, considerar agrupamiento o usar 2 conductores en paralelo).
Estos ejemplos ilustran el proceso de cálculo y selección de protecciones y conductores para transformadores según NEC y NTC 2050.
Consideraciones adicionales y recomendaciones
- Verifica siempre la coordinación entre protecciones primaria y secundaria para evitar disparos innecesarios.
- Considera la temperatura ambiente y el tipo de aislamiento de los conductores.
- Consulta las tablas de valores estándar de dispositivos de protección y calibres de conductores.
- Revisa las actualizaciones de las normas NEC y NTC 2050 para asegurar el cumplimiento normativo.
- Utiliza herramientas y calculadoras inteligentes para agilizar el proceso y minimizar errores.
Para profundizar en la normativa, consulta la NFPA 70 (NEC) y la NTC 2050.
La correcta protección de transformadores es clave para la seguridad eléctrica y la continuidad operativa de cualquier instalación.