Calculadora para selección de transformador monofásico o trifásico – NTC 2050, NEC, IEEE

La selección adecuada de un transformador monofásico o trifásico es crucial para la seguridad y eficiencia eléctrica. Este proceso requiere cálculos precisos, considerando normativas como NTC 2050, NEC e IEEE, para evitar sobrecargas y fallas.

Aquí descubrirás cómo calcular, dimensionar y seleccionar transformadores según las normativas internacionales, con ejemplos, fórmulas y tablas prácticas.

Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora para selección de transformador monofásico o trifásico – NTC 2050, NEC, IEEE

• Calcular el tamaño de transformador trifásico para una carga de 150 kVA, 480 V, 0.9 FP.
• Seleccionar transformador monofásico para alimentar 20 kW a 220 V, 0.95 FP.
• ¿Qué transformador necesito para 75 kW, 440 V, trifásico, según NTC 2050?
• Dimensionar transformador para 60 A, 208 V, monofásico, considerando factor de demanda del 80%.

Tablas de valores comunes para selección de transformador monofásico o trifásico – NTC 2050, NEC, IEEE

La tabla anterior muestra valores típicos de transformadores usados en instalaciones industriales y comerciales, facilitando la selección inicial.

Fórmulas para la selección de transformador monofásico o trifásico – NTC 2050, NEC, IEEE

La selección de un transformador requiere el cálculo de la potencia aparente (kVA), la corriente nominal y la consideración de factores de demanda y corrección según las normativas.

Fórmula para potencia aparente (kVA) – Monofásico

• Voltaje (V): Tensión nominal de operación (comúnmente 120, 208, 220, 240 V).
• Corriente (A): Corriente de carga total estimada.

Fórmula para potencia aparente (kVA) – Trifásico

• Voltaje (V): Tensión entre líneas (comúnmente 208, 220, 380, 440, 480 V).
• Corriente (A): Corriente de carga total estimada.

Fórmula para corriente nominal – Monofásico

Fórmula para corriente nominal – Trifásico

Fórmula para considerar factor de potencia (FP)

• FP: Factor de potencia, típicamente entre 0.8 y 1.0 en sistemas industriales.

Fórmula para considerar factor de demanda (FD)

• FD: Factor de demanda, según NTC 2050 y NEC, varía entre 0.5 y 1.0 según tipo de carga.

Fórmula para selección de transformador (capacidad mínima requerida)

• Factor de reserva: Recomendado por IEEE y NEC para evitar sobrecargas y permitir crecimiento futuro.

Estas fórmulas permiten calcular la capacidad mínima del transformador, considerando todos los factores normativos y de seguridad.

Explicación detallada de variables y valores comunes

• Voltaje (V): Seleccionado según la red de distribución y la carga. Comúnmente 120, 208, 220, 240, 380, 440, 480 V.
• Corriente (A): Suma de las corrientes de todas las cargas conectadas al transformador.
• Potencia (kVA): Suma de las potencias aparentes de todas las cargas, ajustada por factor de demanda.
• Factor de potencia (FP): Relación entre potencia real y aparente. Cargas industriales suelen tener FP entre 0.8 y 0.95.
• Factor de demanda (FD): Proporción de la carga máxima esperada respecto a la carga total instalada. Según NTC 2050 y NEC, varía por tipo de instalación.
• Factor de reserva: Margen adicional para crecimiento y seguridad, recomendado 1.25 (25% adicional).

La correcta identificación de estos valores es esencial para cumplir con NTC 2050, NEC e IEEE C57, garantizando seguridad y eficiencia.

Ejemplos del mundo real: selección de transformador según NTC 2050, NEC, IEEE

Ejemplo 1: Selección de transformador trifásico para una planta industrial

• Datos:
  • Carga total instalada: 120 kW
  • Voltaje: 480 V
  • Factor de potencia: 0.9
  • Factor de demanda: 0.8

Paso 1: Calcular la potencia demandada (kW):

Potencia demandada = 120 kW × 0.8 = 96 kW

Paso 2: Calcular la potencia aparente (kVA):

Potencia aparente = 96 kW / 0.9 = 106.67 kVA

Paso 3: Aplicar factor de reserva:

Capacidad mínima = 106.67 kVA × 1.25 = 133.34 kVA

Paso 4: Seleccionar el transformador comercial inmediato superior:

Transformador recomendado: 150 kVA, 480 V, trifásico.

Paso 5: Calcular la corriente nominal:

Corriente = (150,000) / (√3 × 480) = 180.6 A

Resultado: Se debe instalar un transformador trifásico de 150 kVA, 480 V, con corriente nominal de 180.6 A, cumpliendo NTC 2050, NEC e IEEE.

Ejemplo 2: Selección de transformador monofásico para edificio residencial

• Datos:
  • Carga total instalada: 30 kW
  • Voltaje: 220 V
  • Factor de potencia: 0.95
  • Factor de demanda: 0.7

Paso 1: Calcular la potencia demandada (kW):

Potencia demandada = 30 kW × 0.7 = 21 kW

Paso 2: Calcular la potencia aparente (kVA):

Potencia aparente = 21 kW / 0.95 = 22.11 kVA

Paso 3: Aplicar factor de reserva:

Capacidad mínima = 22.11 kVA × 1.25 = 27.64 kVA

Paso 4: Seleccionar el transformador comercial inmediato superior:

Transformador recomendado: 30 kVA, 220 V, monofásico.

Paso 5: Calcular la corriente nominal:

Corriente = (30,000) / 220 = 136.36 A

Resultado: Se debe instalar un transformador monofásico de 30 kVA, 220 V, con corriente nominal de 136.36 A, cumpliendo NTC 2050, NEC e IEEE.

Consideraciones adicionales según NTC 2050, NEC e IEEE

• Verificar la temperatura ambiente y condiciones de instalación (ventilación, espacio, acceso).
• Considerar la impedancia del transformador para limitar corrientes de cortocircuito.
• Revisar la compatibilidad de la conexión (estrella, delta, zig-zag) según la aplicación.
• Aplicar factores de corrección por altitud y temperatura según IEEE C57.
• Consultar tablas de factores de demanda específicas para cada tipo de carga (iluminación, motores, HVAC, etc.).
• Revisar la protección contra sobrecorriente y cortocircuito según NEC Artículo 450.

Para mayor información técnica y normativa, consulta los siguientes recursos:

• IEEE Standards
• NFPA 70 (NEC)
• NTC 2050

La correcta selección de transformadores garantiza seguridad, eficiencia y cumplimiento normativo en cualquier instalación eléctrica.