Cuándo se dimensiona un transformador propio
Un edificio con suministro en media tensión —nave industrial, centro comercial, edificio de oficinas con dotación propia— necesita su transformador de acometida para bajar la tensión de distribución a la tensión de utilización de 230/400 V. Elegir mal su potencia tiene consecuencias en los dos sentidos: un transformador pequeño trabaja sobrecalentado, con mayor caída de tensión y menor vida útil; uno grande paga en pérdidas en vacío y en potencia reactiva al operar muy por debajo de su punto nominal.
El dimensionado no es una operación aislada: parte del cálculo de cargas del edificio, se apoya en el factor de demanda de la instalación y condiciona la capacidad de cortocircuito del cuadro de baja tensión, con la que después se eligen interruptores y se verifica la selectividad. Por eso conviene tratarlo como una secuencia, no como una cifra suelta.
Esta guía recorre esa secuencia con los criterios de la práctica profesional y las series normalizadas de IEC 60076, aplicables junto con la reglamentación nacional de acceso y de coordinación con la compañía distribuidora. Todos los valores técnicos siguientes son referencias normalizadas; los datos concretos del proyecto —demanda, distancia, modo de acometida— los aporta el proyectista.
Paso 1: demanda previsible del edificio
Antes de tocar el transformador hay que fijar la potencia que el edificio va a demandar realmente. Se parte de la suma de las potencias nominales de todos los receptores instalados —alumbrado, tomas, climatización, cocina, bombas, maquinaria— y se le aplican los coeficientes de simultaneidad por grupo y el factor de demanda del conjunto, tal y como se describe en la guía de factor de demanda y diversidad.
El resultado es la potencia activa demandada P, en kW. Este número es el punto de partida real; la potencia instalada bruta, sin coeficientes, casi siempre lleva a un transformador sobredimensionado. Y conviene decidir ahora mismo un asunto de proyecto: si se prevén ampliaciones —una nave que crecerá, un local que cambiará de uso—, la margen se refleja en el paso 3, al elegir la potencia nominal.
Si el reparto trifásico está desequilibrado, la demanda se calcula sobre la fase más cargada, no sobre el total de las tres. Este punto es clave para los edificios con mucha carga monofásica repartida: un cuadro aparentemente pequeño puede exigir un transformador mayor por la fase peor servida.
Paso 2: de la potencia activa a la aparente
El transformador se especifica en potencia aparente, en kVA, porque sus límites térmicos dependen de la corriente, no de la potencia activa que se le saca. La conversión incorpora el factor de potencia global de la instalación: S = P / cos φ.
Un edificio de oficinas con factor de potencia 0,92 que demanda 320 kW necesita 320 / 0,92 ≈ 348 kVA. Si la instalación incorpora bancos de condensadores o equipos con compensación, el cos φ mejora y la S exigida baja; pero cuidado con usar un cos φ corregido para dimensionar si la compensación puede desconectarse: el transformador tiene que servir también el escenario sin ella.
A la S calculada conviene sumar las propias pérdidas del transformador si se quiere afinar —en torno a 1–2 % de la potencia nominal en el rango medio— y, sobre todo, prever margen de crecimiento. Una carga que se acerque al 100 % de la nominal deja sin margen para la evolución del edificio y fuerza el sobrecalentamiento continuo.
Paso 3: elegir la potencia nominal estándar
Los transformadores de distribución siguen series normalizadas; no hay potencias libres. La serie habitual de IEC 60076 para potencias de edificio es esta:
| Potencia nominal estándar (kVA) |
|---|
| 100 · 160 · 200 · 250 |
| 315 · 400 · 500 · 630 |
| 800 · 1000 · 1250 · 1600 |
| 2000 · 2500 |
La regla de elección es tomar el escalón inmediatamente superior al calculado y, si se espera crecimiento, subir un escalón más. Un factor de carga de trabajo en torno al 70–80 % de la nominal deja margen para picos, para la evolución del edificio y para que las pérdidas se mantengan en valores razonables.
Hay dos límites cruzados que conviene mirar antes de decidirse. El primero es la acometida: la potencia contratada y el acceso en media tensión fijan un techo contractual. El segundo es la capacidad de interrupción del cuadro de baja tensión, que depende de la corriente de cortocircuito en bornes del transformador — el paso 4.
Paso 4: corriente de cortocircuito en bornes BT
Toda la potencia nominal a través de una impedancia pequeña produce, en un cortocircuito en el lado de baja tensión, una corriente muy superior a la nominal. Con la impedancia de cortocircuito expresada como tensión de cortocircuito uk —en porcentaje de la tensión nominal—, la corriente se calcula así: Ik = S / (√3 × U × uk), con U la tensión entre fases del lado BT.
Para un transformador de 630 kVA con uk = 6 % a 400 V: Ik = 630 000 / (1,732 × 400 × 0,06) ≈ 15,2 kA. Las tensiones de cortocircuito típicas de estos equipos se mueven entre el 4 y el 6 %, según la potencia y la familia; el valor exacto lo da la placa del fabricante.
Esa corriente fija la capacidad de interrupción mínima de los interruptores generales y el poder de corte que debe soportar el cuadro: si Ik es 15,2 kA, el equipo se elige con capacidad de corte de 16 kA o superior. Es el punto donde el dimensionado del transformador y la arquitectura eléctrica del edificio se encuentran: subir de potencia sin revisar el cuadro traslada el problema al interruptor general.
Paso 5: conexión, pérdidas y puesta a tierra
Una vez fijada la potencia, el proyecto define la interfaz del equipo. La conexión de grupo más habitual en distribución de baja tensión es la Dyn11: permite cargas monofásicas desequilibradas y permite poner a tierra el neutro en el lado BT, que es lo normal en el reparto al edificio. Debe confirmarse con la compañía distribuidora, que puede exigir una relación distinta.
Los otros puntos de decisión: el rango del cambio de tomas (±5 % o ±2 × 2,5 %, según el equipo) para corregir la tensión a lo largo del día; el modo de puesta a tierra del lado MT, que depende del esquema de la red; y el sistema de refrigeración, que debe evacuar las pérdidas en carga y en vacío —siempre presentes, por pequeño que sea el equipo— del local técnico.
Con todos estos datos el cierre del dimensionado es una ficha completa: potencia nominal elegida, relación de grupo, uk, corriente de cortocircuito disponible, rango de tomas y esquema de tierra. Esa ficha es la que viaja al cuadro de MT/BT y a la memoria del proyecto.
Ejemplo resuelto completo
Edificio de oficinas de 3 500 m² con acometida en media tensión propia. Tras aplicar los coeficientes de simultaneidad y el factor de demanda, la demanda previsible es de 320 kW con factor de potencia global 0,92.
Potencia aparente: 320 / 0,92 ≈ 348 kVA. De la serie estándar se descartan 315 kVA por debajo de lo calculado; el escalón siguiente es 400 kVA, que dejaría el equipo al 87 % de su nominal sin prever crecimiento. Añadiendo previsión de ampliación, se opta por 500 kVA, con un factor de carga en torno al 70 %.
Con uk = 6 % a 400 V, la corriente de cortocircuito en bornes BT será 500 000 / (1,732 × 400 × 0,06) ≈ 12 kA: el interruptor general del cuadro BT se selecciona con capacidad de corte de 16 kA y la selectividad se verifica entre interruptor general y derivaciones. El equipo se especifica en Dyn11, con cambio de tomas de ±5 %, y la compañía distribuidora confirma que esa relación de grupo es compatible con su esquema de red. Con esta ficha, el transformador queda dimensionado y el cuadro de BT puede dimensionarse con la corriente de cortocircuito disponible.
Calcula la potencia del transformador →
Preguntas frecuentes
¿Qué hago si la potencia calculada no coincide con un tamaño estándar?
Se elige el escalón inmediatamente superior de la serie normalizada; si se prevé crecimiento de la instalación, sube un escalón más para dejar margen de carga.
¿Qué es la tensión de cortocircuito uk?
Es la caída de tensión en porcentaje a plena carga, expresada sobre la tensión nominal. Con ella y la potencia se calcula la corriente de cortocircuito disponible en bornes de baja tensión.
¿Debe ir el transformador sobredimensionado?
No debe ir sobredimensionado en exceso: trabajar muy por debajo de la nominal encarece las pérdidas en vacío. Lo habitual es operar en torno al 70–80 % con margen para picos y crecimiento.
¿Dyn11 es siempre la relación de grupo correcta?
Es la más habitual en distribución a edificios, pero la relación válida la fija la compañía distribuidora según su esquema de red. Confírmala antes de especificar el equipo.