Si eres nuevo en el mundo eléctrico, pocas etiquetas parecen más confusas que la que está atornillada al lado de un transformador. Por lo general, comienza con un número y tres letras: 25 kVA, 100 kVA, 1000 kVA. Ese número es lo más importante sobre la unidad, sin embargo, casi nadie explica lo que realmente significa. Esta guía soluciona eso. En lenguaje sencillo, explica qué es un transformador kVA, qué te dice el número kVA, cómo convertirlo en amperios y cómo los ingenieros eligen el tamaño correcto. Al final, la placa de identificación tendrá sentido y podrás responder las preguntas que los principiantes hacen con más frecuencia.
Un vaso de cerveza es una buena analogía para entender la diferencia entre kVA y kW. En este caso, un vaso lleno de cerveza simboliza la potencia aparente, que es la calificación total de potencia de un transformador. Por otro lado, la cerveza en este caso sería la potencia real. La espuma reposa sobre la cerveza, ocupando algo de espacio en el vaso sin ningún uso. De la misma manera, es importante señalar que el transformador se califica en kVA en lugar de kW porque el transformador necesita tener en cuenta todo el vaso, incluida la espuma.
¿Qué es un transformador kVA?
A transformador kVA se refiere a un transformador que indica su capacidad para transportar potencia que se mide en kVA. El kV significa kilo-voltio-amperio, donde “kilo” significa mil y voltio-amperio es una unidad de potencia eléctrica referida como potencia aparente por los ingenieros. Por ejemplo, un transformador de 100 kVA es eléctricamente capaz de utilizar 100,000 voltio-amperios en cualquier momento.
El transformador se refiere a una máquina que convierte electricidad de un voltaje a otro. Por ejemplo, puede cambiar el alto voltaje de las líneas eléctricas a un voltaje utilizable del edificio o de bajo voltaje a alto voltaje para transmisión a larga distancia. Siempre que se haya cambiado el voltaje, se debe tener en cuenta que hay un límite a la cantidad de corriente que el transformador puede transmitir. Este límite se llama kVA.
Por eso, la gente suele nombrar a los transformadores por su capacidad. Cuando un electricista dice “necesitamos una unidad de 500 kVA”, está describiendo exactamente cuánta potencia debe transportar el transformador. El tamaño físico, el peso y el precio escalan con ese número.
¿Qué significa realmente kVA?
Una comprensión sólida de un transformador kVA requiere entender los tres tipos de potencia. Esto puede sonar complicado, así que se ilustrará con un diagrama simple.
La potencia aparente se define como la potencia total medida en kVA, que el transformador tiene que transportar.
La potencia real es la parte útil de la corriente medida en kW que realiza un trabajo real. Aquí, uno puede pensar en el motor en funcionamiento o en el equipo de calefacción.
Además, parte de la potencia se llama potencia reactiva y se mide en kVAR. Es la parte de la corriente que no realiza ningún trabajo.
La conexión de estos tres tipos de potencia se explica mediante el llamado factor de potencia, que es un número que mide entre 0 y 1.
En términos simples, la esencia de la fórmula es la siguiente: kW = kVA * factor de potencia.
Si tienes un transformador de 100 kVA que trabaja a un factor de potencia de 0.8, la potencia útil proporcionada por el transformador será de 80 kW. El resto de la potencia se destinará a producir potencia reactiva.
kVA vs kW: Por qué los transformadores se clasifican en kVA
Una pregunta común de quienes compran transformadores por primera vez es: “¿Por qué no simplemente clasificamos los transformadores en kilovatios como lo hacemos con los calentadores y motores?” La respuesta a esta pregunta es simple. Los transformadores generan calor basado en la corriente que fluye a través de sus cables, así como en los voltajes involucrados, independientemente del “uso” de esa energía.
Debido a que el calor generado depende de la carga aplicada, los transformadores deben clasificarse por su potencia aparente y no en kilovatios. Si solo usas kilovatios con un transformador para dimensionarlo, correrás el riesgo de sobrecargarlo.
Cómo calcular amperios a partir de un transformador kVA
Una de las preguntas más frecuentes de los novatos se relaciona con la capacidad de un transformador. El término amperio se refiere a amperios, que es la medida de la corriente eléctrica, y entender este término es crucial para determinar el tamaño de los cables, interruptores y paneles también. Afortunadamente, se puede determinar la corriente una vez que se conoce el voltaje, ya que la corriente varía según el número de kVA y el voltaje.
La fórmula para el cálculo de la corriente en el caso de un transformador monofásico es la siguiente:
Corriente = (kVA × 1000) ÷ Voltaje
En el caso de un transformador trifásico, que se utiliza en la mayoría de las industrias, aquí se necesitará incluir un número constante 1.732 (la raíz cuadrada de tres) al calcular la corriente.
El cálculo es el siguiente:
Corriente = (kVA × 1000) ÷ (Voltaje × 1.732)
Aquí hay varios ejemplos calculados para una mejor comprensión:
Un transformador clasificado en 25 kVA con monofásico a un voltaje de 240 dará aproximadamente 104 amperios.
Un transformador trifásico clasificado en 100 kVA con un voltaje de 400 producirá amperios cercanos a 144.
Un transformador trifásico clasificado en 1000 kVA con un voltaje de 480 producirá 1203 amperios.
Se puede notar que el número de kVA se mantiene igual, pero los amperios son diferentes debido a las diferencias en el voltaje, y esta tendencia de la relación entre corriente y voltaje es un concepto clave.
VA, kVA y MVA: Comprendiendo las unidades
Las personas que recién comienzan a menudo se confunden con la unidad de medida relacionada con la capacidad del transformador. Los diversos términos mencionados tienen el mismo significado, que es que miden la potencia aparente, pero simplemente describen diferentes niveles.
La unidad más pequeña de potencia es VA (volt-amperio). La potencia asociada con un volt-amperio es una cantidad mínima utilizada en transformadores de control específicos.
La siguiente unidad más grande es kVA (kilovolt-amperio), que es igual a mil volt-amperios. Esta es la unidad de medida utilizada en la mayoría de los transformadores de distribución, lo que hace que el kVA sea la principal unidad de potencia utilizada en la industria eléctrica.
Luego está el MVA (megavolt-amperio), que es igual a mil kilovolt-amperios, o un millón de volt-amperios. Esta unidad solo se utiliza en los transformadores extremadamente grandes que se encuentran en las subestaciones.
Esto significa que cualquier transformador con una capacidad de-kVA puede escribirse como MVA sin que pierda ninguno de sus significados. Después de entender que estos términos solo significan el número de ceros, determinar la capacidad del transformador no será difícil en este caso.
Tamaños Comunes de Transformadores kVA y lo que Alimentan
Los transformadores se fabrican en una serie de tamaños estándar, y el rango generalmente corresponde a lo que se utiliza el transformador.
En el rango pequeño que incluye un transformador de 25 kVA o 50 kVA, tienes transformadores que pueden suministrar pequeños grupos de hogares, granjas, tiendas o instalaciones de control.
El rango medio incluye clasificaciones como transformadores de 100 kVA, transformadores de 250 kVA y transformadores de 500 kVA que se utilizan para suministrar áreas residenciales, edificios comerciales, escuelas y requisitos de industria ligera.
Para el rango grande de transformadores, puedes considerar un transformador de 1000 kVA o más, como en el caso de un transformador de 1600 kVA, que puede utilizarse directamente para fábricas y grandes establecimientos.
En esta categoría, el rango muy grande incluye clasificaciones como transformadores de 2000 kVA y superiores que pueden utilizarse para satisfacer las necesidades de industrias pesadas y requisitos de infraestructura importantes, incluyendo enormes necesidades de distribución de electricidad.
Al elegir un transformador, también es importante tener en cuenta las cargas futuras y no solo los requisitos de carga actuales.
Cómo Elegir el Tamaño Correcto de Transformador kVA
Elegir un transformador es un equilibrio. Demasiado pequeño, y se sobrecalienta, se dispara y envejece prematuramente. Demasiado grande, y desperdicias dinero y haces funcionar la unidad de manera ineficiente con carga ligera. Los profesionales siguen algunas reglas simples para obtener dimensionamiento de transformadores kVA correcto.
- Lo primero que se necesita hacer es averiguar la carga real. Se debe calcular la capacidad total en kW para los sistemas que serán alimentados por este transformador y convertirla a kVA utilizando el factor de potencia esperado.
Planifique no para la carga promedio, sino para la máxima. El consumo de electricidad es un proceso dinámico, lo que significa que habrá picos como el de un día caluroso cuando todos usan sus aires acondicionados a toda velocidad. El transformador debe estar preparado para este tipo de situaciones pico.
Adhiérase a la regla del 80 pct. El consejo general es utilizar el transformador con una capacidad de carga de no más del 80 pct de su clasificación en kVA. De esta manera, podrá acomodar el crecimiento de carga futuro y picos de demanda repentinos sin sobrecalentarse.
Piense a futuro. Si hay razones para creer que los requisitos de carga aumentarán en el futuro, entonces el próximo transformador estándar debe comprarse ahora en lugar de tener que reemplazar el transformador más tarde. 
Transformadores kVA de tipo seco vs sumergido en aceite
El transformador kVA se divide en dos tipos principales, que difieren en el mecanismo de enfriamiento e aislamiento. El transformador de tipo seco utiliza aire para enfriar y aislamiento de resina sólida para el diseño, lo que lo convierte en una opción segura para instalaciones interiores como edificios residenciales, oficinas y túneles. Los transformadores sumergidos en aceite utilizan aceite para el aislamiento y también para enfriar las partes del bobinado. Este tipo de transformador funciona de manera más eficiente en comparación con los transformadores de tipo seco, lo que le da preferencia en subestaciones al aire libre.
Estos transformadores tienen la misma clasificación, lo que significa que un transformador de 1,000 kVA tendrá el mismo kVA independientemente de si se clasifica como transformador de tipo seco o sumergido en aceite. Al revisar las cotizaciones recibidas, asegúrese de comparar el mismo kVA.
Cómo leer una placa de identificación de transformador kVA
Una vez que el número de kVA está en su lugar, la información restante se vuelve relativamente simple de comprender. La placa metálica adjunta al lado de cada transformador kVA proporciona información fundamental que incluso los novatos en kVA pueden entender:
Potencia nominal. Este es el número de kVA que ahora tendrá sentido para usted.
Clasificaciones de voltaje. Estas indican el valor de voltaje de entrada y el voltaje de salida respectivamente, por ejemplo, 11,000 V / 400 V. Muestran cuánto se cambia el voltaje hacia abajo/arriba.
Fase y frecuencia. Esto muestra si la unidad tiene un voltaje monofásico o trifásico y su frecuencia de operación, 50 Hz o 60 Hz, por ejemplo.
Impedancia. Esto generalmente se indica como un porcentaje y varía entre el 4 y el 6 por ciento. Determina cuán estable será el voltaje y cuánto corriente de falla fluirá. Cuanto menor sea la impedancia, más rígido será el voltaje, pero mayor será la corriente de falla.
Refrigeración y aumento de temperatura. Esto le proporciona una serie de códigos, incluido ONAN para transformadores que funcionan con aceite.
Transformadores kVA de Subian Power
Jiangsu Subian Power Equipment Co., Ltd. es un fabricante chino de alta tecnología de transformadores de potencia y distribución clasificados hasta 110 kV, junto con subestaciones prefabricadas y equipos de conmutación de alta y baja tensión. Fundada en 2019 en Xuzhou, provincia de Jiangsu, Subian opera una instalación de 30,000 metros cuadrados y suministra equipos para servicios públicos, energía renovable, proyectos industriales e infraestructura. Debido a que construye ambas tecnologías internamente, Subian puede suministrar el correcto transformador kVA para casi cualquier carga y entorno:
- Para aplicaciones interiores limpias y seguras contra incendios, los transformadores de tipo seco de Subian incluyen el transformador seco tipo SCB de resina epóxica de 6-10 kV y el transformador seco tipo SCBH de aleación amorfa de 10 kV de baja pérdida Para subestaciones al aire libre y distribución de servicios públicos, los.
- transformadores sumergidos en aceite de Subian transformador de distribución sumergido en aceite de 6-10 kV de Subian incluyen el para un servicio confiable y de baja pérdida. A través de estos rangos, Subian cubre los tamaños pequeño, mediano y grande.
descritos anteriormente, y su equipo de ingeniería puede igualar la clasificación en kVA, clase de voltaje, tipo de enfriamiento y recinto a su proyecto. Si conoce su carga pero no su tamaño, el equipo puede ayudarle a calcular el correcto transformador kVA antes de que solicite una cotización. dimensionamiento de transformadores kVA ¿Cuántos amperios puede manejar un transformador de 2000 kVA?.
Preguntas Frecuentes
Depende del voltaje. Basado en la fórmula de cálculo de transformadores trifásicos, un transformador clasificado en 2000 kVA entrega alrededor de 2,406 amperios a un voltaje de 480 V. Es habitual redondear esta cifra a aproximadamente 2,400 amperios. A un voltaje más bajo de 208V, esta unidad es capaz de más de 5,500 amperios, siendo la razón que un voltaje más bajo significa una corriente más alta, lo que equivale a la misma cantidad de energía consumida. Es importante entender que los ingenieros generalmente diseñan la operación del transformador que es aproximadamente 80% de la capacidad máxima nominal, por lo tanto, la corriente operativa será menor que la alcanzable.
El número correcto puede diferir de una situación a otra y depender de la demanda de potencia máxima específica de cada casa, así como de cuántas otras casas están utilizando energía en el mismo momento (el llamado factor de diversidad). Un.
¿Cuántas casas puede manejar un transformador de 100 kVA?
puede atender aproximadamente cualquiera de los siguientes tipos de hogares: alrededor de 5 grandes casas totalmente eléctricas con cargadores de vehículos eléctricos, alrededor de 14 casas de acuerdo con las pautas de planificación de servicios públicos normales, o 20-30 casas o apartamentos normales con demanda ligera. Por lo tanto, la mejor solución es realizar un estudio de carga adecuado que estime la demanda máxima en lugar de hacer una suposición rápida sobre "casas por kVA", lo que se sabe que contribuye a la sobrecarga del transformador. transformador de 100 kVA ¿Qué significa un transformador de 25 kVA?.
¿Qué significa un transformador de 25 kVA?
Un transformador que tiene una capacidad de 25 kVA sería, por lo tanto, una unidad pequeña en términos de capacidad de potencia con 25 kVA (es decir, 25,000 voltios-amperios). Así que, esto se traduce en una salida de alrededor de 20 kW de potencia útil con un factor de potencia de 0.8. A 240 voltios en la conexión monofásica, esto significa que esta unidad consume alrededor de 104 amperios. Generalmente, este tipo de unidad se utiliza en transformadores de distribución pequeños que se utilizan para alimentar un número limitado de casas, granjas o pequeños negocios.
¿Qué tan grande es un transformador de 1000 kVA?
Las dimensiones y el peso de un transformador con una clasificación de 1000 kVA son significativos, con un promedio de alrededor de 2 metros en todas las dimensiones. Un transformador típico lleno de aceite mediría alrededor de 1.8 – 2.1 metros de longitud, 1.1 – 1.4 metros de ancho y 1.5 – 1.9 metros de altura, haciendo que el peso de tal transformador esté entre aproximadamente 2800 kg y 4000 kg, incluyendo el aceite. Un transformador de tipo seco tendría dimensiones y peso casi similares, estimados en alrededor de 1800 a 2500 kg.
Referencias
- IEC — Normas de Transformadores de Potencia IEC 60076
- IEEE — Normas y Guías de Carga de Transformadores C57
- NFPA — Código Eléctrico Nacional, Artículo 450 Transformadores
- Portal de Ingeniería Eléctrica — Dimensionamiento y Cálculos de Transformadores
- Wikipedia — Visión General de Transformadores y Transformadores de Distribución
Conclusión
Una vez que sepas que el número en la placa de identificación es la potencia aparente que la unidad puede transportar de manera segura, todo el tema se abre. Un transformador kVA se clasifica en kVA porque esa medida captura la carga total que sienten los devanados, una fórmula simple convierte esa clasificación en amperios, y un buen dimensionamiento significa planificar para el pico con margen de sobra. Ya sea que tu proyecto requiera una unidad de distribución pequeña o un transformador de subestación grande, Subian Power construye tanto transformadores de tipo seco como sumergidos en aceite transformadores kVA en toda la gama y puede ayudarte a elegir la clasificación correcta para tu carga. Para dimensionar una unidad o solicitar una cotización, contacta al equipo de ingeniería de Subian Power.