El dimensionamiento del transformador comienza con la carga operativa coincidente real, no con la suma de todas las placas de características conectadas ni con un margen de tolerancia aproximado. Convierta la demanda prevista a kVA y, a continuación, verifique la potencia de arranque, los armónicos, las condiciones ambientales, la regulación de tensión, los requisitos de cortocircuito, la redundancia y el crecimiento futuro previsible.
1. Definir la función del transformador
Primero, determine si el transformador alimenta un edificio, una línea de proceso, un taller o una carga mixta; si opera de forma continua o intermitente; si debe arrancar motores grandes; y si otro transformador proporciona redundancia. La misma potencia conectada en kW puede requerir un transformador diferente cuando cambia la secuencia de operación.
2. Elabore el programa de cargas
Agrupe las cargas por tipo y registre la potencia nominal conectada, la demanda o simultaneidad, el factor de potencia, la eficiencia del motor (cuando corresponda), el ciclo de trabajo y la información armónica. No aplique un factor de diversidad sin comprender qué cargas pueden operar juntas.
| Grupo de cargas | Registro | Por qué es importante |
|---|---|---|
| Iluminación y baja potencia | Potencia conectada (kW), factor de demanda, PF | Generalmente agregados, pero las horas de operación y la participación no lineal pueden variar. |
| Motores | Potencia del eje (kW), eficiencia, factor de potencia (FP), método de arranque | Es necesario revisar tanto la tensión de entrada de funcionamiento como la caída de tensión de arranque. |
| Cargas de UPS, VFD y rectificadores | kW/kVA, factor de potencia real, datos armónicos | La corriente armónica puede aumentar el calentamiento y la corriente del neutro. |
| Cargas futuras | Clasificación y fecha prevista | Proporciona un margen de crecimiento trazable en lugar de un porcentaje arbitrario. |
3. Convertir la demanda a kVA
KVA requeridos = kW demandados / factor de potenciaPotencia del motor según la potencia del eje mecánicoPotencia de entrada del motor en kVA = kW del eje / (eficiencia × factor de potencia)Añadir contribuciones coincidentes. Cuando los grupos tienen factores de potencia sustancialmente diferentes, el diseñador eléctrico puede utilizar un cálculo de potencia compleja en lugar de simplemente sumar kVA.
Ejemplo preliminar resuelto
Una instalación tiene una carga conectada general de 300 kW con un factor de demanda justificado de 0,75 y un factor de potencia esperado de 0,90. Un motor de 90 kW funciona simultáneamente con una eficiencia del 94 % y un factor de potencia de 0,88. Se aplica una previsión de expansión a corto plazo documentada del 15 %.
Demanda general: 300 × 0.75 / 0.90 = 250 kVA Potencia de entrada del motor: 90 / (0.94 × 0.88) ≈ 109 kVA Demanda actual: 250 + 109 = 359 kVA Con un 15% de ampliación: 359 × 1.15 ≈ 413 kVAUna potencia nominal estándar de 500 kVA puede ser una opción, pero no es definitiva hasta que se completen las siguientes comprobaciones.
4. Comprobar qué falta en el total de kVA
Arranque de motores y caídas de tensión
La potencia aparente en funcionamiento no garantiza el arranque de un motor sin una caída de tensión inaceptable. Revise la corriente de arranque o de rotor bloqueado, el tiempo de aceleración, el método de arranque, la impedancia del transformador, la impedancia de la fuente aguas arriba, la impedancia del cable y la sensibilidad de las demás cargas conectadas.
Cargas armónicas
Los sistemas UPS, variadores, rectificadores y cargadores pueden generar pérdidas por devanado y parásitas. Proporcione el tipo de carga, el factor de potencia real y el espectro armónico de corriente o THDi, si están disponibles. Seleccionar únicamente el siguiente valor estándar en kVA no resuelve el problema de la capacidad de trabajo armónica.
Ambiente e instalación
Indique la temperatura, altitud, instalación interior o exterior, envolvente, ventilación, exposición solar directa, polvo, salinidad, humedad y condiciones sísmicas. La envolvente de un transformador seco o un caudal de aire restringido pueden modificar su capacidad térmica; las condiciones no normalizadas pueden exigir ajustes de diseño.
Crecimiento y redundancia
Relacione el margen de crecimiento con un plan de expansión real. Un transformador grande puede simplificar la instalación, mientras que dos unidades pueden proporcionar una configuración escalonada o redundancia. Compare las pérdidas a carga parcial, la disposición de la conmutación, el nivel de falla, el espacio civil y la carga que debe permanecer disponible durante una interrupción del servicio.
5. Complete la especificación eléctrica
| Elemento | Confirmar |
|---|---|
| Tensión y frecuencia | Tensiones nominales de AT/BT, tensión máxima del sistema cuando corresponda y frecuencia de servicio de 50/60 Hz. |
| Grupo vectorial y neutro | Desfase, disponibilidad del neutro, puesta a tierra y compatibilidad en paralelo. |
| Conexiones | Rango, pasos y si se requiere operación fuera de circuito o con carga. |
| Impedancia | Corriente de cortocircuito, regulación de tensión y reparto de carga en paralelo. |
| Construcción y refrigeración | Construcción sumergida en aceite, de tipo seco con resina colada o adaptada al proyecto, y etapa de refrigeración. |
| Tabla de pérdidas | Pérdidas garantizadas en vacío y con carga para la tensión nominal exacta, la temperatura de referencia y la norma aplicable. |
| Documentos | Normas aplicables, planos, registros de pruebas y requisitos del mercado de destino. |
6. Evite errores comunes de dimensionamiento
- Añadir cada placa de características al 100 % cuando las cargas son mutuamente excluyentes.
- Aplicación de diversidad a una demanda máxima medida que ya refleja simultaneidad.
- Usando la potencia del eje del motor (kW) como potencia eléctrica de entrada (kW).
- Sin tener en cuenta el arranque del motor, los armónicos ni las condiciones ambientales.
- Añadir un margen futuro impreciso sin comprobar el cuadro eléctrico, los cables ni la protección.
- Selección por número de serie del transformador en lugar del parámetro aprobado y el programa de pérdidas.
Información para consultas técnicas
Los rangos del catálogo sirven como referencia para la evaluación inicial. La ficha técnica aprobada en la etapa de cotización y los estudios del proyecto determinarán la calificación final de la adquisición.