Los transformadores son componentes importantes en los sistemas de energía eléctrica y permiten la transmisión y distribución eficiente de electricidad. Conocer la clasificación de kilovoltios-amperios (kVA) de un transformador es esencial para la selección, instalación y operación adecuadas de estos dispositivos. En este artículo, descubrimos los conceptos básicos de la potencia de un transformador en kVA, desciframos los factores que influyen en ella y examinamos los métodos de cálculo subyacentes. Al explorar este tema, podemos comprender mejor cómo determinar la clasificación adecuada del transformador para cumplir con requisitos de rendimiento específicos.
En este tutorial encontraremos la potencia del transformador en KVA.
Sabemos que la potencia nominal de los transformadores siempre está en kVA.
A continuación se muestran dos fórmulas sencillas para determinar la potencia nominal de transformadores monofásicos y trifásicos.
Clasificación de transformadores monofásicos.
La potencia nominal de un transformador monofásico se puede determinar usando la fórmula de potencia P = V x I, donde P es la potencia aparente en voltiamperios (VA), V es el voltaje en voltios (V) e I es la corriente en amperios (A). Sin embargo, es importante señalar que esta fórmula proporciona la potencia aparente, que es el producto del voltaje y la corriente sin tener en cuenta el factor de potencia.
P = VxI
Potencia de un transformador monofásico en kVA.
Para calcular la potencia aparente en kVA (kilovoltios-amperios), la fórmula se puede modificar de la siguiente manera:
kVA = (VxI) / 1000
Aquí tienes una guía paso a paso para calcular la potencia aparente de un transformador monofásico:
determinar el voltaje
Mida o determine el nivel de voltaje (V) al que opera el transformador. Dependiendo de la aplicación, este puede ser el voltaje primario o secundario.
determinar la corriente
Mida o determine la corriente (I) que fluye a través del transformador. Dependiendo de la aplicación, puede ser la corriente primaria o secundaria.
Calcula la potencia aparente.
Multiplica el voltaje (V) por la corriente (I) y divide el resultado por 1000 para obtener la potencia aparente en kilovoltios-amperios (kVA).
kVA = (VxI) / 1000
Es importante tener en cuenta que la potencia aparente determinada a partir de esta fórmula representa la capacidad máxima del transformador en términos de manejo de voltaje y corriente sin tener en cuenta el factor de potencia. El factor de potencia tiene en cuenta la diferencia de fase entre las formas de onda de voltaje y corriente y determina la potencia real (kW) que entrega el transformador.
Se debe considerar el factor de potencia para determinar la potencia nominal (kW) del transformador. La relación entre potencia aparente (kVA), potencia real (kW) y factor de potencia (PF) viene dada por:
kW = kVA x factor de potencia
PF significa factor de potencia (normalmente entre 0 y 1).
En resumen, la potencia nominal de un transformador monofásico se puede determinar mediante la fórmula de potencia P = V x I, donde P representa la potencia aparente en VA. Para obtener la potencia nominal aparente en kVA se divide el resultado entre 1000. Sin embargo, para determinar la potencia nominal (kW) se debe tener en cuenta el factor de potencia.
Evaluación de un transformador trifásico.
La potencia nominal de un transformador trifásico se puede determinar utilizando la fórmula de potencia P = √3 × V × I, donde P es la potencia aparente en voltiamperios (VA), V es la tensión entre fases en voltios (V), e I es la corriente de línea en amperios (A).
P = √3V x Yo
Potencia de un transformador trifásico en kVA.
KVA = (√3V x I) /1000
Cómo calcular la potencia aparente de un transformador trifásico paso a paso:
Determine el voltaje de interconexión.
Mida o determine el voltaje línea a línea (V) al que opera el transformador. Este es el voltaje entre dos fases cualesquiera del sistema trifásico.
Determine la corriente de línea.
Mida o determine la corriente de línea (I) que fluye a través del transformador. Esta es la corriente en una de las líneas del sistema trifásico.
Calcula la potencia aparente.
Multiplique el voltaje de línea (V) por la corriente de línea (I) y multiplique el resultado por la raíz cuadrada de 3 (√3). Esto da la potencia aparente del transformador trifásico en voltios amperios (VA).
Potencia aparente (VA) = √3 × V × I
Es importante resaltar que la potencia aparente determinada a partir de esta fórmula representa la capacidad máxima del transformador trifásico en términos de tratamiento de tensión y corriente sin tener en cuenta el factor de potencia.
Para determinar la potencia real (kW) del transformador trifásico se debe tener en cuenta el factor de potencia (PF). La relación entre potencia aparente (VA), potencia real (kW) y factor de potencia viene dada por
Potencia real (kW) = Potencia aparente (VA) × Factor de potencia (PF). PF significa factor de potencia (normalmente un valor entre 0 y 1).
En resumen, la potencia de un transformador trifásico se puede determinar utilizando la fórmula de potencia P = √3 × V × I, donde P representa la potencia aparente en VA. La potencia aparente determinada a partir de esta fórmula corresponde a la capacidad máxima del transformador. Para determinar la potencia real (kW) se debe tener en cuenta el factor de potencia.
Por ejemplo, la figura anterior muestra que la potencia nominal del transformador es de 100 voltajes del transformador o altos voltajes (HV) de 11,000 V = 11 kV.
La corriente continua en el lado de alto voltaje es de 5,25 amperios.
Y
Los voltajes secundarios o bajos voltajes (BT) son 415 voltios
La corriente secundaria (corriente en el lado de bajo voltaje) es de 139,1 amperios.
Métodos de cálculo de la potencia del transformador.
Al calcular el rendimiento del transformador, se deben considerar cuidadosamente varios parámetros. Un método común se basa en los requisitos de carga esperados y tiene en cuenta factores como el tipo de carga (continua o intermitente) y la diversidad de carga. La diversidad de carga tiene en cuenta la probabilidad de que no todas las cargas conectadas funcionen a su máxima capacidad al mismo tiempo. Otros métodos de cálculo tienen en cuenta normas y directrices específicas de la industria y la aplicación prevista, requisitos de calidad de la energía y márgenes de seguridad.
Ahora veamos cómo calcular la potencia de un transformador.
P = V x I (tensión primaria x corriente primaria)
P = 11.000 V x 5,25 A = 57.750 VA = 57,75 kVA
O P = V x I (tensiones secundarias x corriente secundaria)
P = 415V x 139,1A = 57.726VA = 57,72kVA
Descubrimos que la potencia del transformador (en el transformador) es de 100 kVA, pero según el cálculo… son unos 57 kVA.
La diferencia proviene de la falta de conciencia de que utilizamos una fórmula monofásica en lugar de una receta trifásica.
Ahora usemos esta fórmula.
P = √3 x V x I
P=√3 Vx I (tensión primaria x corriente primaria)
P =√3 x 11000V x 5,25A = 1,732 x 11000V x 5,25A = 100,025VA (o)
P=100KVA
O
P = √3 x V x I (tensiones secundarias x corriente secundaria)
P = √3 x 415V x 139.1A = 1.732 x 415V x 139.1A = 99.985VA (o)
P = 99,98kVA
Considere el (siguiente) ejemplo a continuación.
Voltaje (línea a línea) = 208 V.
Corriente (corriente de línea) = 139 A
Ahora revisión del transformador trifásico.
P = √3Transformador = √3 x 208 x 139A = 1.732 x 208 x 139
P = 50077VA = 50kVA
Conclusión
En resumen, comprender los fundamentos del rendimiento de los transformadores en kVA es fundamental para la selección y operación de transformadores en sistemas de energía eléctrica. Al considerar factores como los requisitos de carga, los niveles de voltaje, el factor de potencia y el crecimiento futuro esperado, los ingenieros pueden determinar una clasificación adecuada que garantice un rendimiento, confiabilidad y seguridad óptimos. Calcular con precisión la potencia del transformador juega un papel crucial para lograr una transmisión y distribución de energía eficiente y prevenir problemas como mal funcionamiento de los equipos, cortes de energía y fallas del sistema. A medida que la industria energética continúa evolucionando, mantenerse al tanto de las nuevas tendencias y avances permite a los ingenieros adaptar los métodos de cálculo y tomar decisiones informadas sobre el rendimiento de los transformadores para satisfacer las necesidades siempre cambiantes de la infraestructura eléctrica.
