Calculadora de corriente de cortocircuito: falla disponible en el secundario del transformador
Calcula la corriente de cortocircuito disponible en el secundario de un transformador con kVA, tensión e impedancia (%Z), el aporte de motores y la capacidad interruptiva necesaria.
Cómo funciona
I_FLA = kVA × 1,000 ÷ (√3 × V) · I_cc (bus infinito) = I_FLA ÷ %Z · Con fuente finita: I_cc = I_FLA ÷ (%Z + kVA ÷ kVA de la fuente) · Aporte de motores ≈ 4 × FLA de los motores · Aguas abajo: I = V ÷ (√3 × (Z_fuente + Z_alimentador))
Cuando ocurre un cortocircuito franco en el secundario de un transformador, lo único que limita la corriente es la impedancia del propio transformador más la que agregan la red de la compañía y los cables. Si divides la corriente a plena carga entre la impedancia en por unidad obtienes la corriente de falla con bus infinito: un transformador de 1,000 kVA y 5.75% a 480 V puede entregar unos 21 kA, cerca de 17 veces su corriente nominal. Una red real, con capacidad de cortocircuito finita, suma impedancia y la reduce un poco; los motores en marcha la aumentan, porque durante unos ciclos actúan como generadores que alimentan la falla. Cada interruptor y fusible debe poder interrumpir la corriente de falla disponible en su punto de instalación, y los tableros aguas abajo ven menos porque se interpone la impedancia del cable. Estas cifras son el punto de partida de un estudio de cortocircuito y arco eléctrico, no lo sustituyen.
Ejemplo resuelto
Lucía revisa la subestación de un centro comercial con un transformador trifásico de 1,000 kVA, 480 V y 5.75% de impedancia. Su FLA es 1,000 × 1,000 ÷ (√3 × 480) = 1,203 A y la falla con bus infinito 1,203 ÷ 0.0575 = 20.9 kA; con una fuente de 250 MVA en el primario baja a 19.6 kA. Los 300 HP de motores en marcha aportan ≈ 1.4 kA, así que el interruptor principal ve unos 20.9 kA y necesita al menos 22 kAIC (25 kA es la opción prudente). Tras 60 m de alimentador, la falla en el siguiente tablero baja a unos 12.0 kA.
Preguntas frecuentes
¿De dónde saco la impedancia del transformador?
De la placa de datos (%Z o %IZ). Los transformadores en aceite suelen tener entre 5.5% y 6%, y los de tipo seco entre 3% y 6%. A menor impedancia, mayor corriente de falla.
¿Por qué usar el valor de bus infinito?
Porque es conservador y no depende de los datos de la compañía eléctrica, que pueden cambiar cuando se refuerza la red. Muchos ingenieros dimensionan el equipo con ese valor.
¿Qué es la capacidad interruptiva de un interruptor?
Es la corriente de cortocircuito máxima que el interruptor puede abrir sin dañarse, expresada en kA (kAIC). Debe ser mayor que la corriente de falla disponible donde se instala.
¿Cómo se calcula rápido la corriente de cortocircuito de un transformador?
Divide la corriente a plena carga entre la impedancia en decimal. Un transformador de 500 kVA a 480 V tiene 601 A de FLA; con 5.75% de impedancia da 601 ÷ 0.0575 = 10.5 kA.
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Estimación de ingeniería para planeación. Toda instalación debe diseñarla y verificarla un electricista o ingeniero calificado conforme a la norma local (NOM, IEC, NEC u otra) y a los datos del fabricante.