Guía de cálculo para el ajuste de protecciones de un transformador de 2500 kVA / 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 TC (transformador de corriente) y los requerimientos de coordinación del sistema.
¿Por qué son tan importantes estos valores de protección?
1. Prevenir daños en el transformador
Las fallas por sobrecorriente y cortocircuito pueden generar un estrés térmico y mecánico masivo dentro del transformador. Los ajustes adecuados del relé ayudan a aislar las fallas antes de que ocurran daños graves.
2. Mejorar la confiabilidad del sistema eléctrico
Una correcta coordinación de protecciones garantiza que solo se dispare la sección con falla, evitando interrupciones innecesarias en toda la red.
3. Proteger contra condiciones de sobrecarga
Los transformadores pueden soportar sobrecargas temporales, pero el sobrecalentamiento prolongado reduce la vida útil del aislamiento. Los ajustes de protección contra sobrecarga suelen basarse en:
📌 Corriente nominal
📌 Límites de elevación de temperatura
📌 Capacidad térmica del transformador
4. Detectar fallas internas y externas rápidamente
Las protecciones de sobrecorriente instantánea y temporizada se ajustan en función de:
🔹 Corriente nominal del transformador
🔹 Relación del TC
🔹 Magnitud de la corriente de falla
🔹 Requerimientos de selectividad del sistema
Por ejemplo:
Un transformador de 2500 kVA / 10 kV tiene una corriente nominal en el lado de alta tensión (AT) aproximada de:
➡️ 144.35 A
Con una relación de TC de 200/5, la corriente secundaria pasa a ser:
➡️ 3.61 A
Los valores de disparo (pickup) de la protección se calculan como múltiplos de la corriente nominal:
⚡ Protección de sobrecorriente instantánea: típicamente 4–7X la corriente nominal
⚡ Protección de sobrecorriente temporizada: típicamente 1.5–1.7X la corriente nominal
⚡ Protección contra sobrecarga: típicamente 1.1–1.3X la corriente nominal
5. Garantizar la coordinación con otros equipos
Los ajustes de protección deben coordinarse con:
✔️ Interruptores aguas arriba
✔️ Alimentadores aguas abajo
✔️ RMUs (Unidades Principales del Anillo / Ring Main Units)
✔️ Celdas de maniobra (Switchgear)
✔️ Esquemas de protección de la compañía eléctrica (Utility)
Esto evita disparos intempestivos (nuisance tripping) y mejora la estabilidad del sistema.
6. 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 de un transformador se ven influenciados por:
📌 Capacidad del transformador
📌 Nivel de tensión
📌 Impedancia
📌 Relación TC/TP
📌 Características de la carga
📌 Nivel de falla de la red
📌 Estudios de coordinación de protecciones
Ajustes de protección precisos son la base para un sistema eléctrico seguro y estable.
Artículo realizado por Flora Fu a quien agradecemos por compartir esta información. Recomendamos seguirla por Linkedin.
