Cómo calcular un transformador: corriente, kVA, amperaje y relación

Calcular un transformador se reduce, en la práctica, a manejar cuatro relaciones: la relación de transformación, la potencia en kVA, la corriente y el amperaje que circula por cada devanado. Con esas cuatro cuentas se resuelve el dimensionamiento, la selección de protecciones y la verificación de una placa. Aquí van las fórmulas y cómo aplicarlas sin equivocarse, distinguiendo el caso monofásico del trifásico, que es donde más gente se confunde.

La relación de transformación es la más básica. Es la proporción entre el número de vueltas del devanado primario y el secundario, y equivale a la proporción entre sus voltajes: a = Np/Ns = Vp/Vs. Si un transformador reduce de 13,200 V a 220 V, su relación es 13,200/220 = 60. Esa misma relación se invierte en las corrientes: el lado de mayor voltaje maneja menor corriente y viceversa (Ip/Is = Vs/Vp), porque la potencia que entra es, idealmente, la que sale. Verificar esa relación medida contra la de placa es justamente lo que hace la prueba TTR.

La potencia aparente en kVA es la que define el 'tamaño' del transformador. En un sistema monofásico se calcula como kVA = V × I / 1000, donde V es el voltaje y I la corriente de ese devanado. En trifásico se agrega el factor raíz de tres: kVA = (√3 × V_línea × I_línea) / 1000, usando el voltaje y la corriente de línea. Ese √3 (≈1.732) es el origen de la mayoría de los errores de cálculo en trifásico: olvidarlo o ponerlo de más cambia el resultado en un 73 %.

Para obtener la corriente a partir de la potencia —el cálculo más frecuente al dimensionar cables y protecciones— se despejan las mismas fórmulas. En monofásico: I = (kVA × 1000) / V. En trifásico: I = (kVA × 1000) / (√3 × V_línea). Por ejemplo, un transformador trifásico de 500 kVA con secundario de 220 V entrega en el lado de baja: I = 500,000 / (1.732 × 220) ≈ 1,312 A. Ese amperaje es el que determina el calibre del cable, la capacidad del interruptor y el ajuste de la protección del secundario.

El amperaje de cada lado se calcula por separado con el voltaje de ese lado. Siguiendo el ejemplo anterior, en el primario de 13,200 V la corriente sería mucho menor: I = 500,000 / (1.732 × 13,200) ≈ 21.9 A. Este contraste ilustra la regla de oro del transformador: alta tensión y baja corriente de un lado; baja tensión y alta corriente del otro. Dimensionar el cable del secundario con la corriente del primario —o al revés— es un error clásico que deja una instalación subdimensionada o carísima.

Un par de precauciones importantes. Primero, estas fórmulas usan la potencia aparente (kVA), no la potencia activa (kW); la relación entre ambas es el factor de potencia (kW = kVA × f.p.), y confundirlas subdimensiona el equipo. Segundo, el cálculo teórico da el punto de partida, pero la selección real de un transformador considera además la carga futura, los armónicos, la temperatura ambiente, la altitud y el régimen de trabajo. La cuenta te dice el mínimo; la ingeniería define el equipo correcto.

En TEVKO trabajamos con transformadores de distribución y de potencia de 75 kVA a 230 MVA, y la verificación de sus parámetros —relación de transformación, corriente, resistencia de devanados— es parte del diagnóstico y de las pruebas de aceptación que ejecutamos con instrumentación Omicron y Megger. Si necesitas dimensionar, verificar o dar servicio a un transformador, contáctanos.