Guía de Cálculo de Ajustes de Protección para un Transformador de 2500 kVA y 10 kV
Por: Flora Fu
Los ajustes de protección de un transformador no se eligen al azar: cada valor se basa en las características eléctricas del transformador, las condiciones de carga, los niveles de corriente de falla, las relaciones de los TC (transformadores de corriente) y los requisitos de coordinación del sistema.
¿Por qué son tan importantes estos valores de protección?
- Prevenir daños en el transformador
Las fallas por sobrecorriente y cortocircuito pueden generar un enorme estrés térmico y mecánico dentro del transformador. Los ajustes correctos de los relés ayudan a aislar las fallas antes de que ocurran daños graves. - Mejorar la confiabilidad del sistema eléctrico
Una coordinación de protección correcta garantiza que solo se dispare la sección fallida, lo que evita apagones innecesarios en toda la red. - Proteger contra condiciones de sobrecarga
Los transformadores pueden soportar sobrecargas temporales, pero el sobrecalentamiento a largo plazo reduce la vida útil del aislamiento. Los ajustes de la protección contra sobrecarga suelen basarse en:
📌 La corriente nominal
📌 Los límites de elevación de temperatura
📌 La capacidad térmica del transformador - Detectar fallas internas y externas rápidamente
Las protecciones de sobrecorriente instantáneas y con temporización (retardo de tiempo) se ajustan de acuerdo con:
🔹 La corriente nominal del transformador
🔹 La relación del TC
🔹 La magnitud de la corriente de falla
🔹 Los requisitos de selectividad del sistema
Por ejemplo:
Un transformador de 2500 kVA / 10 kV tiene una corriente nominal en el lado de alta tensión (AT) de aproximadamente: 144.35 A
Con una relación de TC de 200/5, la corriente secundaria pasa a ser: 3.61 A
Los valores de arranque (pickup) de la protección se calculan luego como múltiplos de la corriente nominal:
⚡ Protección de sobrecorriente (OC) instantánea: típicamente entre 4 y 7 veces la corriente nominal.
⚡ Protección de sobrecorriente (OC) con temporización: típicamente entre 1.5 y 1.7 veces la corriente nominal.
⚡ Protección contra sobrecarga: típicamente entre 1.1 y 1.3 veces la corriente nominal.
- Garantizar la coordinación con otros equipos
Los ajustes de protección deben coordinarse con:
✔️ Interruptores de cabecera (aguas arriba)
✔️ Alimentadores de salida (aguas abajo)
✔️ Celdas de línea / RMU (Ring Main Units)
✔️ Tableros de distribución (Switchgear)
✔️ Esquemas de protección de la empresa de servicios eléctricos
Esto evita disparos no deseados o falsas alarmas y mejora la estabilidad del sistema.
- Protección contra fallas a tierra y de secuencia cero
La protección de puesta a tierra ayuda a detectar corrientes de fuga y fallas a tierra antes de que se conviertan en fallas graves del equipo o en riesgos de seguridad.
En proyectos reales, los ajustes de protección del transformador se ven influenciados por:
📌 La capacidad del transformador
📌 El nivel de tensión
📌 La impedancia
📌 La relación de los TC/TP (transformadores de corriente y de potencial)
📌 Las características de la carga
📌 El nivel de falla de la red eléctrica
📌 Los estudios de coordinación de protecciones
Unos ajustes de protección precisos son la base de un sistema eléctrico seguro y estable.
Artículo realizado por Flora Fu a quien agradecemos por compartir esta información. Recomendamos seguirlo por Linkedin.
