La protección contra sobrecorriente de un transformador es una de las pocas partes de la instalación que debe satisfacer al mismo tiempo dos documentos inflexibles: la regla del código que limita el tamaño del dispositivo, y la física de la corriente de falla que el equipo aguas abajo debe soportar. Si se equivoca en lo primero, un inspector rechaza el trabajo — o peor, el fusible primario se dispara innecesariamente en cada energización. Si se equivoca en lo segundo, se le pide a un panel de distribución que interrumpa una falla para la que nunca fue calificado. Así se determinan ambos valores, para Estados Unidos (NEC) y Canadá (CEC), con ejemplos resueltos que muestran dónde ambos códigos discrepan discretamente.
Todo lo que sigue es el conjunto de reglas detrás de la calculadora de dimensionamiento y protección de transformadores, que ejecuta estas tablas en vivo; esta es la explicación de qué calcula y por qué. Supone que el kVA ya está elegido — si no es así, comience con cómo dimensionar un transformador.
Primer principio: el 450.3(B) protege al transformador, no al cable
El error de interpretación más común sobre la protección de transformadores es tratar el dispositivo primario como si protegiera los conductores secundarios. No es así. El NEC 450.3(B) y la Sección 26 del CEC dimensionan el dispositivo para proteger el devanado del transformador — los conductores de ambos lados son un cálculo aparte. Con protección primaria solamente en particular, los conductores secundarios y el panel aguas abajo deben protegerse por otros medios, generalmente las reglas de derivación de conductores secundarios del NEC 240.21(C). Mantener estas dos tareas separadas en la mente es lo que permite entender el resto de la tabla.
Los porcentajes también son máximos, no objetivos. El código indica el dispositivo más grande que puede usarse; la coordinación, la corriente de arranque y la carga determinan cuánto se acerca en realidad a ese techo.
La regla del NEC: tabla 450.3(B), 1000 V y menos
Para transformadores de 1000 V o menos, el dispositivo de sobrecorriente máximo es un porcentaje de la corriente a plena carga (nominal) del devanado. El porcentaje depende de si se protege solo el primario o ambos lados, y de la magnitud de la corriente.
| Protección | Devanado y corriente | OCPD máximo (% del nominal) |
|---|---|---|
| Primaria solamente | Primario ≥ 9 A | 125% (redondeo superior*) |
| Primario 2–9 A | 167% | |
| Primario < 2 A | 300% | |
| Primaria y secundaria | Primario (cualquier valor) | 250% |
| Secundario ≥ 9 A | 125% (redondeo superior*) | |
| Secundario < 9 A | 167% |
*Nota 1 de la tabla 450.3(B): cuando el 125% de la corriente nominal no coincide con un calibre estándar de dispositivo, se permite el siguiente calibre estándar superior. Los calibres estándar son la escala del NEC 240.6(A) — 15, 20, 25, 30 … 6000 A, más los calibres pequeños de fusibles 1, 3, 6 y 10 A que protegen transformadores de control y de iluminación.
Las dos columnas responden a intenciones de diseño distintas. Primaria solamente es la vía de mínimo equipo para un transformador más pequeño: un solo dispositivo en el lado de línea a ≤ 125%. Primaria y secundaria agrega un interruptor principal secundario a ≤ 125% — lo que a su vez otorga al primario un techo mucho mayor (250%) para que pueda soportar la corriente de arranque sin disparos innecesarios. Las filas de 167% y 300% existen para transformadores pequeños cuya corriente a plena carga es tan baja que un dispositivo al 125% se disparía solo con la corriente de arranque de magnetización.
Un ejemplo resuelto según el NEC
Una unidad trifásica tipo seco, 150 kVA, 480 V → 208Y/120 V, protegida en ambos lados:
- Corriente a plena carga del primario: 150 000 ÷ (480 × √3) = 180 A.
- Dispositivo primario: 250% × 180 = 451 A → el mayor calibre estándar que no supera ese valor es 450 A.
- Corriente a plena carga del secundario: 150 000 ÷ (208 × √3) = 416 A.
- Dispositivo secundario: 125% × 416 = 520 A → redondeado hacia arriba según la nota 1 a 600 A.
Pruébelo con otro calibre o tensión — el bloque calcula el techo primario del 250% a partir de la corriente a plena carga; redondee el resultado hacia abajo al calibre estándar del NEC 240.6(A), exactamente como en el paso 2 (450 A aquí).
Techo del dispositivo primario al 250% de la corriente a plena carga
OCPD = 2.5 * kVA * 1000 / (sqrt(3) * V)
OCPD = A
Si se retira el interruptor principal secundario, el mismo transformador con protección primaria solamente toma un dispositivo primario de 125% × 180 = 225 A — en cuyo caso los conductores secundarios deben protegerse entonces según el 240.21(C).
La regla del CEC: Sección 26, y en qué difiere Canadá
Canadá dimensiona la misma protección según la Sección 26 de la CSA C22.1 (el Código Eléctrico Canadiense). Para transformadores tipo seco de 750 V y menos, la regla aplicable es la 26-254:
- 26-254(1): el dispositivo de sobrecorriente primario se fija en ≤ 125% de la corriente primaria nominal (se permite el siguiente calibre estándar superior, como en el NEC).
- 26-254(2): cuando un dispositivo secundario está fijado en ≤ 125% de la corriente secundaria nominal, el alimentador primario puede fijarse hasta ≤ 300% de la corriente primaria nominal.
Ese 300% es la divergencia discreta pero real respecto al NEC. En el mismo transformador protegido en ambos lados, Estados Unidos limita el primario al 250% y Canadá al 300%. Tome el equivalente canadiense de 150 kVA, 600 V → 208 V: la corriente a plena carga del primario es de 144 A, así que el 250% del NEC da 361 A → un dispositivo de 350 A, mientras que la tolerancia del 300% del alimentador según el CEC da 433 A → un dispositivo de 400 A. El secundario se mantiene en 125% en ambos casos. Los transformadores de potencia sumergidos en aceite y de más de 750 V se rigen en cambio por las reglas 26-250 / 26-252, y la subregla exacta siempre debe confirmarse con la CSA C22.1 y la autoridad competente (AHJ) / ESA local.
Esta división entre Estados Unidos y Canadá es precisamente la razón por la que la herramienta de un proveedor norteamericano debe incluir ambos códigos — cambie la calculadora entre el NEC y el CEC, y el dispositivo primario cambia para ese mismo transformador.
La segunda cifra: la corriente de falla disponible y el AIC / SCCR
Dimensionar el dispositivo de sobrecorriente no dice nada sobre si el equipo puede interrumpir una falla — esa es una pregunta aparte que responde la corriente de falla disponible en el secundario del transformador. La primera aproximación clásica usa el método de fuente infinita: la corriente de falla disponible equivale a la corriente a plena carga del secundario dividida entre la impedancia por unidad del transformador.
Corriente de falla disponible ≈ corriente a plena carga del secundario ÷ (%Z ÷ 100)
Corriente de falla por el método de fuente infinita en las terminales secundarias
Isc = kVA * 1000 / (sqrt(3) * V) / (Z / 100)
Isc = A
Un transformador de 500 kVA, 480 V → 208 V, consume 1388 A en el secundario; con una impedancia nominal del 5%, eso equivale a 1388 ÷ 0.05 ≈ 27.8 kA de corriente de falla disponible en las terminales secundarias. Todo interruptor y fusible justo aguas abajo debe tener una capacidad interruptiva (AIC) al menos así de alta, y todo conjunto de paneles de distribución y celdas (MT), una capacidad de corriente de cortocircuito (SCCR) que la iguale o supere — exigido por el NEC 110.9 / 110.10 y la regla 14-012 de la CSA C22.1. 27.8 kA se redondea a un dispositivo de calibre 35 kA.
Dos advertencias hacen de esto un filtro, no un estudio. El supuesto de fuente infinita es conservador, es decir, alto — una fuente de servicio público finita y la impedancia de los conductores aguas abajo la reducen ambas — pero los motores conectados alimentan una falla y la elevan de nuevo. Y una impedancia real más baja produce una corriente de falla más alta: las unidades pequeñas sumergidas en aceite pueden tener una %Z cercana al 2%, donde la misma potencia en kVA produce una corriente de falla mucho más alta que una unidad tipo seco al 5.75%. La %Z de la placa rige; el método punto a punto del IEEE 242 (Buff Book) es la base del estudio completo que la confirma.
Una lista de verificación para la especificación de la protección
Las dos cifras anteriores son lo esencial, pero un esquema de protección completo también resuelve:
- Corriente a plena carga del devanado — primario y secundario (la base de cada porcentaje anterior)
- Esquema de protección — primaria solamente frente a primaria y secundaria, y por lo tanto qué filas de la tabla aplican
- Calibres estándar de dispositivos — fusibles frente a interruptores de tiempo inverso (NEC 240.6(A) / CSA Sección 14)
- Coordinación de la corriente de arranque — un dispositivo de acción retardada que soporte de 8 a 12 veces la corriente nominal durante unos pocos ciclos sin dispararse
- Protección de conductores secundarios — reglas de derivación del 240.21(C) donde el dispositivo primario no cubre el secundario
- Corriente de falla disponible y el AIC / SCCR aguas abajo que debe superarla
- Primarios de media tensión — por encima de 1000 V el NEC pasa a la tabla 450.3(A) (según la %Z y el lugar supervisado), una tabla distinta no tratada aquí
Dónde encaja Entogo
Entogo fabrica transformadores sumergidos en aceite, tipo seco y tipo pedestal (pad-mounted), así como conjuntos de celdas (MT) y distribución y subestaciones prefabricadas en su propia fábrica de origen — diseñados y fabricados conforme a ANSI/IEEE C57 o IEC 60076, certificables UL/CSA a solicitud. Como la misma casa construye el transformador y las celdas (MT) que alimenta, la protección y el SCCR se coordinan como un solo paquete en lugar de ensamblarse en obra.
Calcule primero sus cifras en la calculadora de dimensionamiento y protección de transformadores — corriente a plena carga, OCPD según el NEC 450.3(B) / CEC 26-254, corriente de falla disponible y gabinete, en un solo paso — luego convierta el resultado en una especificación con el configurador de transformadores o explore la gama de transformadores y subestaciones. Para la decisión de dimensionamiento que precede a la protección, vea cómo dimensionar un transformador.
La protección de un transformador no es un cálculo difícil, pero sí exigente: dimensione el dispositivo para el devanado, trate los conductores como una tarea aparte, soporte la corriente de arranque, y asegúrese de que todo lo que está aguas abajo pueda interrumpir la falla que el transformador puede entregar. Nombre cada cifra según la regla que la sustenta, y el esquema pasará la inspección y sobrevivirá a la falla.
