A la hora de elegir el transformador adecuado, el tamaño sí importa. Es cierto que hay tamaños de transformador estándar, pero no existe una talla única.
Tener el tamaño de transformador adecuado es crucial para garantizar la eficiencia y, lo que es más importante, la seguridad de su operación.
Por ejemplo, un transformador subdimensionado puede dar lugar a problemas comunes como el sobrecalentamiento, que puede provocar averías en la máquina.
En cambio, un transformador sobredimensionado tiene menos probabilidades de causar problemas graves, pero su mantenimiento y consumo de energía serían costosos a largo plazo.
Por eso es importante saber cómo determinar el tamaño óptimo del transformador que se adapta a su aplicación y definir los diferentes factores que pueden afectar al proceso de dimensionamiento. Póngase en contacto con Daelim Belefic para ayudarle a determinar el tamaño nominal del transformador.
En este artículo le explicamos paso a paso cómo elegir el tamaño de transformador adecuado. También examinaremos los aspectos que debe tener en cuenta y los cálculos de transformadores que deben realizarse.
¿Cómo elegir el tamaño adecuado del transformador?
Guía paso a paso
1. Decide el tipo de transformador en función de la distribución de la carga.
Existen dos tipos de transformadores en función de la distribución de la carga o la alimentación eléctrica. Son los monofásicos y los trifásicos.
Los tipos monofásicos son más adecuados para requisitos de carga más pequeños y se utilizan prácticamente como reguladores de tensión en sistemas de distribución de energía en zonas residenciales.
Mientras que la aplicación del transformador trifásico se inclina más hacia las grandes empresas y los sectores industriales. Como energizar maquinaria de alta potencia como hornos y sistemas comerciales de climatización.
Tan importante como elegir el tamaño adecuado del transformador es elegir el tipo apropiado que mejor se adapte a su aplicación.
2. Calcula tus necesidades de carga y la tensión de carga.
La carga requerida es la intensidad nominal de la unidad eléctrica que el transformador debe alimentar o proteger.
Si vas a conectar varias unidades eléctricas, necesitas la intensidad nominal de cada unidad y sumarla para obtener la intensidad nominal total.
Por su parte, la tensión de carga se refiere a la tensión nominal de una unidad eléctrica. Suele equivaler a la potencia de salida que necesita tu unidad o sistema.
La corriente nominal se expresa en unidades de amperios, mientras que la tensión se expresa en voltios.
¿Dónde se pueden encontrar los valores nominales de corriente y tensión?
Los valores nominales de corriente y tensión se encuentran normalmente en la placa de características del aparato o equipo eléctrico situado en la parte posterior o en los laterales de los paneles.
3. Calcule los kVA del transformador necesarios para su sistema
Llegados a este punto, debe disponer de todos los datos necesarios para el cálculo de la potencia nominal del transformador. Utilice la fórmula siguiente en función del tipo de transformador que vaya a utilizar.
Puedes empezar tu cálculo o, mejor aún, sigue leyendo porque más adelante tendremos un ejemplo de cálculo.
Transformador Trifásico | |
kVA=(I×V)/1000 | kVA=(I×V×√3)/1000 |
Dónde: l kVA = kilovoltioamperio l I = Corriente de carga l V = Tensión de carga | |
4. Familiarícese con los tamaños estándar y piense en futuras ampliaciones
Los transformadores se diseñan de acuerdo con normas internacionales que incluyen tamaños estándar. Estos son algunos ejemplos de tamaños estándar de transformadores en el mercado según la aplicación.
Residencial | Comercial | Industrial |
45 kVA | 500 kVA | |
20kVA | ||
315 kVA | ||
450 kVA | ||
10.000 kVA |
Tenga en cuenta que estos son sólo algunos tamaños estándar que se pueden ver en el mercado. Los tamaños disponibles también pueden variar según el fabricante.
Si su necesidad es única o no se ajusta a ningún tamaño estándar, puede ponerse en contacto con Daelim Belefic para obtener asesoramiento profesional y asegurarse de que obtiene el tamaño de transformador adecuado para sus necesidades especializadas.
Otra consideración importante es la ampliación. Se trata de asignar un margen a su transformador en caso de que su capacidad aumente en el futuro.
Contar con una capacidad calculada también protegerá su sistema de sobrecargas en momentos en los que su demanda de carga sea superior a su carga de funcionamiento normal. Normalmente se recomienda aumentar la capacidad un 20%.
Ahora es el momento de poner en práctica esta guía. Veamos un sencillo ejemplo de cálculo del tamaño de un transformador en función de su tipo.
Ejemplo de cálculo
Transformador monofásico
Un sistema de iluminación comercial que funciona a 220 V consume un total de 68 amperios de potencia. Calcula la potencia del transformador necesaria para este sistema eléctrico.
kVA=(I×V)/1000
kVA=(68A×220V)/1000
kVA=146.940VA/1000
kVA=14.96kVA≈15kVA
Según este cálculo, este sistema de iluminación requiere un transformador monofásico de 14.96 kVA o superior. Si comprueba el tamaño estándar, el tamaño más adecuado sería 15kVA.
Cómputo si se quiere aumentar la capacidad al 20%.
kVA= 14.96 kVA×0.2 = 2.99
kVA= 14.96 kVA + 2.99
kVA=17.95 kVA ≈ 20 kVA
Transformador trifásico
Supongamos que una empresa de fundición tiene que alimentar un horno de 120 V y 700 amperios. Calcula la potencia del transformador que necesita el horno.
kVA=(I×V×√3)/1000
kVA=(700A×120V×√3)/1000
kVA=145.492VA/1000
kVA=145.49 kVA
Para que el horno funcione con seguridad, según este cálculo, se necesita un transformador trifásico de 145.49 kVA o más. El mejor ajuste basado en el dimensionamiento estándar es 150kVA .
Cómputo si se quiere aumentar la capacidad al 20%.
kVA=145.49 kVA × 0.2= 29.098
kVA= 145.49 kVA + 29.098
kVA=174.588 kVA ≈ 225 kVA
Otros factores a tener en cuenta
Factor de potencia
El factor de potencia afecta al rendimiento global de su transformador. Cuanto mayor sea el factor de potencia, mejor.
El factor de potencia ideal sería de 0.95 a 1. Sin embargo, en la realidad, el factor de potencia puede ser inferior. Un factor de potencia bajo puede dar lugar a una mala utilización de la energía y a mayores costes energéticos.
El factor de potencia puede calcularse mediante esta fórmula:
PF=KW/kVA | Para obtener kVA: kVA=KW/PF |
Dónde: l PF = Factor de potencia l KW = Potencia real l kVA = Potencia aparente | |
Cálculo de muestras
Supongamos que tienes dos motores de 20 KW. El primero tiene un factor de potencia de 0.95, mientras que el otro tiene un factor de potencia inferior, que es de 0.8. Ambos motores están conectados a una alimentación de 600 V.
MOTOR A | MOTOR B |
kVA=KW/PF=20KW/0.8 kVA= 25 kVA | kVA=KW/PF=20KW/0.95 kVA=21 kVA |
Teóricamente, el motor A con un factor de potencia más bajo requiere 25kVA de potencia aparente, mientras que el motor B con un factor de potencia más alto sólo requiere 21kVA.
A partir de ahí, verá claramente la diferencia. Ambos motores pueden entregar 20 KW de potencia, pero el Motor A consume más potencia que el Motor B.
En este caso, el Motor A no es económico, ya que supondría mayores costes energéticos. Además, necesitaría un cableado y un transformador más grandes.
Aparte de eso, un factor de potencia más bajo también puede causar problemas adicionales como caída de tensión y calor excesivo que pueden reducir la vida útil de su transformador.
Nivel de tensión
El nivel de tensión es uno de los factores que determinarán la compatibilidad del tamaño del transformador y los niveles de tensión necesarios de su sistema. Para comprobarlo, debes tener en cuenta la relación de tensiones.
La relación de tensión se refiere a la relación entre el número de espiras de los devanados primarios y los secundarios. El número de espiras es directamente proporcional a la tensión del devanado.
Para calcular la relación de tensiones puedes utilizar esta fórmula:
VR=TR VR=Vp/Vs TR=Np/Ns | Así Vp/Vs=Np/Ns |
Dónde: l VR = Relación de tensión l TR = Relación de espiras l Vp = Tensión (lado primario) l Vs = Tensión (lado secundario) l Np = Número de espiras (lado primario) l Ns = Número de espiras (lado secundario) | |
El lado primario se conecta a la fuente, mientras que el secundario se conecta a la carga, que debe tener la tensión de salida deseada.
Como la relación de tensiones es directamente proporcional a la relación de tensiones, al aumentar el número de espiras de un lado, aumenta también el nivel de tensión de ese lado y viceversa.
Cálculo de muestras
Cálculos de la relación de tensiones
Calcula la relación de tensiones dado un transformador con una tensión primaria de 13200V y una tensión secundaria de 400V.
VR=Vp/Vs
VR=13200V/400V
VR=33
Esto implica que cada 33 voltios en el devanado primario equivalen a 1 voltio en el secundario. Si es así, el nivel de tensión disminuye o se reduce.
Cálculos de la relación de espiras
Un transformador tiene 2500 espiras en el primario y 500 espiras en el secundario. Calcula la relación de espiras.
TR=Np/Ns
TR=500/2500
TR=1:5
Los resultados muestran que cada vuelta en el primario corresponde a 5 vueltas en el secundario. Esto significa que el nivel de salida o tensión aumenta en el secundario. Por lo tanto, la tensión aumenta.
Eficacia
Si busca un transformador de alto rendimiento, la eficiencia es una de las características clave que debe tener en cuenta.
Los transformadores de alta eficiencia tendrán una eficiencia del 96% al 99% o superior. Se espera que estos tipos de transformadores tengan menores costes de mantenimiento, pérdidas mínimas y, en general, mejoren el funcionamiento de su sistema.
Además, esto es más factible en transformadores de mayor tamaño con diseños más sofisticados que son considerablemente más caros.
Hay varias formas de comprobarlo. Puedes calcularlo basándote en la potencia de entrada y salida de los transformadores o calculando las pérdidas de cobre y hierro.
Capacidad de sobrecarga
Las fluctuaciones, las sobrecargas a corto plazo y las sobrecargas de emergencia en cualquier sistema son inevitables. La capacidad de sobrecarga define la capacidad del transformador para gestionar la carga cuando ésta supera su capacidad de carga.
La sobrecarga del sistema es la principal causa de sobrecalentamiento, que puede dañar gravemente las piezas esenciales del transformador, como las bobinas y el aislamiento.
Esto puede mitigarse si un transformador se dimensiona y diseña para manejar la carga en su pico por ciclo más una tolerancia adicional para dar margen a una posible sobrecarga.
Condiciones medioambientales
Se refiere a las condiciones de funcionamiento del sistema y al lugar donde se pretende instalar el transformador. Algunas de estas condiciones son la temperatura y la humedad.
Normalmente, los transformadores se diseñan con una capacidad nominal a una temperatura y humedad ambiente. Sin embargo, otros transformadores tienen que instalarse en lugares con entornos duros y condiciones especiales.
Por ejemplo, para lugares con temperaturas extremas, necesitaría un transformador más grande con aislamiento adicional y un sistema de refrigeración robusto.
Consejos finales
Para dimensionar un transformador es necesario saber calcular la carga y tener nociones de electricidad. Tenga en cuenta que esto es sólo una guía y si su sistema es demasiado complejo, se recomienda encarecidamente que consulte a un profesional para calcular la carga y otros cálculos necesarios del transformador.
Y lo que es más importante, tiene que elegir al socio adecuado. La mejor opción sería elegir un fabricante de transformadores fiable en lugar de confiar únicamente en los distribuidores de transformadores.
¿Por qué elegir Daelim Belefic?
Experiencia
Desde hace más de 20 años, Daelim Belefic es un fabricante de transformadores de confianza que realiza diversos proyectos eléctricos locales e internacionales.
Estos proyectos se realizan en colaboración con industrias diversificadas, como grandes empresas de servicios públicos, sistemas de energías renovables, minería Bitcoin, construcción y muchas otras.
Calidad y capacidad
En Daelim Belefic, la calidad es una prioridad absoluta. Así lo avalanUL/cUL, CE, CSA, ISO, y otras certificaciones internacionales.
Daelim Belefic cuenta con múltiples plantas de fabricación en China que ofrecen una amplia gama de transformadores, incluidos transformadores de tamaño estándar y transformadores especiales fabricados con estricto cumplimiento de las normas IEEE, ANSI, IEC, EN… según las especificaciones de los clientes.
Asistencia técnica y atención al cliente
Con Daelim Belefic, tiene la seguridad de obtener toda la orientación profesional que necesita, especialmente cuando aún se encuentra en la fase inicial de dimensionamiento de su transformador.
El servicio técnico de Daelim Belefic no termina después de la instalación. Nuestro equipo técnico está a su disposición si necesita ayuda o servicio postventa. Éstos se encuentran en varias regiones, como Estados Unidos, Canadá, Australia, España, Grecia, Dinamarca y otros países.
Para pedidos y consultas, póngase en contacto con Daelim Belefic hoy mismo. Daelim Belefic se asegurará de ayudarle en todo momento.
