Dimensionamiento de un transformador: margen de capacidad y método de cálculo
Método para seleccionar la capacidad de un transformador con demanda medida, factor del NEC y crecimiento previsto, y riesgos del subdimensionamiento y del sobredimensionamiento.
Equipo de ingeniería de QUATRIC13 de octubre de 20264 min de lectura
Lo esencial
Un transformador subdimensionado se reemplaza con costo y plazos elevados; uno sobredimensionado cuesta más y opera con menor eficiencia durante toda su vida útil.
En instalaciones existentes se mide la demanda máxima real (30 días o 12 meses de facturación) en lugar de sumar la placa de cada equipo.
El crecimiento de la planta lo define la gerencia, y el margen debe preverse también en alimentadores, protecciones y tableros.
Riesgos del subdimensionamiento y del sobredimensionamiento
El transformador es la decisión más difícil de revertir en un proyecto eléctrico. Un transformador subdimensionado se sobrecalienta, envejece con rapidez y debe reemplazarse, con plazos de entrega que pueden alcanzar varios meses. Uno sobredimensionado tiene mayor costo de adquisición y trabaja con baja carga, condición en la que pierde eficiencia durante todas las horas de operación.
La capacidad se expresa en kVA y debe seleccionarse entre tamaños comerciales: en trifásicos, por ejemplo 150, 225, 300, 500, 750, 1,000 y 1,500 kVA. El trabajo consiste en elegir el escalón adecuado y no en calcular una cifra exacta. Ejemplo con una demanda de diseño de 475 kVA:
La opción intermedia deja margen de crecimiento sin incurrir en la compra de un transformador que se utiliza muy poco.
Método de dimensionamiento de un transformador en cuatro pasos
El texto de la sección 220.87 debe verificarse en la edición del NEC que adopte el proyecto.
El tercer paso es el que con mayor frecuencia se omite. El crecimiento no lo estima el ingeniero: lo define la gerencia. Debe establecerse si habrá una segunda línea de producción en los próximos cinco años, un segundo turno o la incorporación de aires acondicionados o equipos de refrigeración. Cada respuesta se traduce en kVA; un margen sin ese análisis carece de fundamento.
Aumentar la capacidad del transformador sin revisar tableros y alimentadores genera costos innecesarios. Imagen de referencia.
Factores que modifican la capacidad requerida
Cada punto puede modificar la capacidad adecuada.
Las pérdidas en vacío constituyen un costo permanente: un transformador sobredimensionado las genera durante las 24 horas, aun sin carga, y aunque no figuran en la cotización se reflejan en cada factura.
Alternativas ante un transformador subdimensionado
No siempre es necesario reemplazarlo de inmediato. En ocasiones existe capacidad disponible en el desbalance de las fases o en un bajo factor de potencia, que se libera mediante su corrección.
Dimensionamiento de subestaciones y transformadores
Medición de la demanda real y diseño de subestaciones, transformadores y alimentadores con el crecimiento previsto.
Las cifras de los ejemplos son ilustrativas y se indican como tales. Las tarifas, normas y trámites cambian: deben verificarse con la distribuidora, con la entidad reguladora o con el profesional que firme el proyecto antes de decidir.
