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La tensión de cortocircuito del transformador fija el techo: un aparato del cinco por ciento puede entregar en un defecto unas veinte veces su propia corriente nominal.
La tensión de cortocircuito de un transformador, en tanto por ciento, es exactamente el inverso de su nivel de cortocircuito: un transformador al 5 % entrega veinte veces su corriente nominal en un cortocircuito en bornes. Introduce la potencia del transformador, la tensión del secundario, la tensión de cortocircuito y la longitud de cable hasta el punto estudiado para obtener la corriente nominal, la Icc en bornes, la Icc en ese punto y la impedancia total.
Calculadora
Unidades:
kVA
Potencia aparente asignada del transformador de alimentación
V
Tensión compuesta en el secundario
%
Leída en la placa. Del 4 al 6 % en los transformadores de distribución corrientes
m
Recorrido del transformador al punto estudiado. Introduce 0 para los bornes
mΩ/m
Por metro y por fase. Alrededor de 0,5 en cobre de 120 mm², 1,5 en 35 mm²
Resultado del cálculo
Pulsa Calcular para obtener la corriente nominal del transformador, la corriente de cortocircuito presunta en sus bornes, la corriente de defecto al final del cable y la impedancia total. Todo dispositivo de protección debe tener un poder de corte al menos igual a la corriente de cortocircuito del punto donde se encuentra.
Solución paso a paso
Ayuda de dimensionamiento preliminar. Los resultados siguen las fórmulas publicadas que se citan más abajo y están pensados para estimaciones, estudio y diseño preliminar. El proyecto definitivo debe verificarlo un ingeniero cualificado conforme a la normativa vigente donde se ejecute la obra.
Beneficios principales
✓Deduce la corriente de cortocircuito directamente de la tensión de cortocircuito del transformador
✓Añade la impedancia del cable para dar la Icc en el punto estudiado
✓Muestra las dos cifras, lo que hace visible el efecto de la distancia
✓Avisa por encima de 25 kA, poder de corte de muchos interruptores en caja moldeada
✓Señala los casos en que la Icc queda demasiado baja para una desconexión fiable
✓Enlaces compartibles y exportación CSV para el expediente de proyecto
¿Qué es la corriente de cortocircuito?
La corriente de cortocircuito presunta es la que circularía si se produjera un defecto de impedancia despreciable en un punto dado. La instalación no la vive nunca en funcionamiento normal, pero determina dos cosas que deben cumplirse ambas: todo dispositivo de protección tiene que poder interrumpirla, y la energía que el defecto deja pasar antes del corte tiene que ser soportable por el cable.
Por qué la tensión de cortocircuito es el inverso de la Icc
La tensión de cortocircuito de un transformador se define como el porcentaje de la tensión asignada necesario para hacer circular la corriente asignada por el devanado puesto en cortocircuito. Dale la vuelta al enunciado: la tensión plena, el cien por cien, hace circular 100/Ucc% veces la corriente asignada. Un transformador al 5 % da por tanto veinte veces su corriente nominal en bornes, y uno al 4 % da veinticinco. Una tensión de cortocircuito más baja significa mejor regulación de tensión y una corriente de defecto más alta: las dos exigencias tiran en sentidos opuestos.
Donde el cable toma el relevo
La impedancia del transformador es fija, pero la del cable se acumula con la distancia, y deprisa. Un transformador de 1000 kVA al 5 % presenta 8 mΩ; 30 m de cable a 0,5 mΩ/m añaden 15, casi el doble. Por eso la corriente de defecto cae de 28,9 kA en bornes a 10,0 kA treinta metros más allá, y por eso la potencia del transformador importa mucho menos al final de una línea que en el cuadro.
Fórmula
Z_tr = (Ucc% / 100) · U² / S
Impedancia del transformador referida al secundario, en ohmios por fase
Fórmulas relacionadas
Icc = U / (√3 · Z_total)
Icc,bornes = I_n · 100 / Ucc%
Z_total = Z_tr + Z_cable
I²t ≤ k²S²
Definición de variables
Símbolo
Variable
Unidad
Descripción
S
Potencia del transformador
kVA
Potencia aparente asignada del transformador de alimentación.
Ucc%
Tensión de cortocircuito
%
Valor de placa. Del 4 al 6 % en los transformadores de distribución corrientes.
U
Tensión del secundario
V
Tensión compuesta del lado secundario.
I_n
Corriente nominal
A
Corriente secundaria asignada del transformador.
Icc
Corriente de cortocircuito
kA
Corriente de cortocircuito presunta en el punto considerado.
Z_cable
Impedancia del cable
mΩ
Impedancia del recorrido del transformador al punto de defecto.
Cómo usar esta calculadora
Toma la tensión de cortocircuito de la placaEs un parámetro que define el transformador, típicamente del 4 al 6 % en los de distribución. No lo estimes: la corriente de defecto le es inversamente proporcional, así que un transformador al 4 % produce un 25 % más de corriente de defecto que uno al 5 % de la misma potencia.
Emplea la tensión compuesta del secundarioEl cálculo del cortocircuito trifásico usa la tensión compuesta con el factor √3. Para un secundario de 400 V, introduce 400 y no los 230 V de la tensión simple.
Introduce el recorrido de cable hasta el punto que estudiasLa corriente de cortocircuito difiere en cada punto de una instalación. Introduce cero para los bornes del transformador, o el recorrido real hasta el cuadro o el aparato que estés comprobando. La diferencia en solo treinta metros ya es considerable.
Emplea una impedancia acorde con la sección del cableAlrededor de 0,5 mΩ/m en cobre de 120 mm², 1,5 mΩ/m en 35 mm², y más en secciones menores. El valor debe incluir resistencia y reactancia; en secciones grandes la reactancia es la componente dominante.
Contrasta el resultado con el poder de corte de cada aparatoUn dispositivo de protección cuyo poder de corte quede por debajo de la corriente de cortocircuito presunta en su emplazamiento se destruirá justo cuando se le pida actuar. Es una comprobación de característica asignada, no un margen: debe cumplirse, no aproximarse.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1
Un transformador de 1000 kVA con un 5 % de tensión de cortocircuito alimenta un cuadro de 400 V por 30 m de cable a 0,5 mΩ/m por fase.
Solución paso a paso
Corriente nominal: I = 1.000.000 / (√3 × 400) = 1.443,4 A
Impedancia del transformador: Z = 0,05 × 400² / 1.000.000 = 0,05 × 0,16 = 8,00 mΩ
Icc en bornes: 400 / (√3 × 0,008) = 28,87 kA
Son 28.868 / 1.443 = 20,0 veces la corriente nominal, exactamente 100/5
Impedancia del cable: 30 m × 0,5 = 15,00 mΩ, casi el doble que la del transformador
Impedancia total: 8,00 + 15,00 = 23,00 mΩ
Icc en el cuadro: 400 / (√3 × 0,023) = 10,04 kA
Lectura: treinta metros de cable han reducido la corriente de cortocircuito un 65 %. Los aparatos situados en el transformador necesitan al menos 28,87 kA de poder de corte; los de este cuadro, 10,04 kA.
Ejemplo 2
El mismo cable de 30 m, pero alimentado desde transformadores de potencias muy distintas: la comparación que muestra lo poco que importa la potencia del transformador a distancia.
Solución paso a paso
250 kVA al 5 %: Z = 0,05 × 160.000/250.000 = 32,00 mΩ. Icc en bornes de 7,22 kA.
1600 kVA al 5 %: Z = 0,05 × 160.000/1.600.000 = 5,00 mΩ. Icc en bornes de 46,19 kA.
Las Icc en bornes se diferencian en un factor de 6,4, exactamente la relación entre las potencias de los transformadores.
Añadamos ahora los mismos 15 mΩ de cable. El caso de 250 kVA totaliza 47 mΩ y da 4,91 kA; el de 1600 kVA totaliza 20 mΩ y da 11,55 kA.
La relación se ha desplomado de 6,4 a 2,35. Una potencia de transformador multiplicada por 6,4 solo ha producido una corriente de defecto multiplicada por 2,35 treinta metros más allá.
La razón se lee en el reparto de impedancias. En el transformador de 250 kVA el cable pesa un 32 % del total; en el de 1600 kVA pesa un 75 %. Cuanto mayor es el transformador, más manda el cable.
La consecuencia práctica es que sustituir un transformador por otro mayor eleva con fuerza la exigencia en el cuadro general y apenas afecta a los cuadros de distribución más alejados: una ampliación del suministro suele exigir por tanto aparamenta general nueva y nada más.
Sensibilidad a la distancia
La corriente de cortocircuito cae con fuerza en los primeros metros de cable y luego se aplana: es la forma de una función inversa. La serie de impedancias, en cambio, crece linealmente, y eso es lo que produce esa curva. El marcador señala tu longitud de cable actual.
Icc en el punto estudiadofrente aLongitud de cable hasta el punto de defecto
Se recalcula en vivo con tus datos. El marcador señala tu valor actual.
Gráfico de líneas de Icc en el punto estudiado frente a Longitud de cable hasta el punto de defecto. Los mismos valores aparecen en la tabla de datos de abajo.
Valores representados arriba, muestreados en el rango de longitud de cable hasta el punto de defecto.
Cómo interpretar el resultado
La corriente de cortocircuito en cada punto fija el poder de corte que allí hace falta. Demasiado alta y los aparatos no pueden interrumpirla; demasiado baja y puede que no desconecten un defecto a tiempo.
Icc en el punto estudiado: < 6Dentro del rango de los aparatos corrientes
Una corriente de cortocircuito de < 6 kA queda dentro de los 6 kA de poder de corte de los aparatos domésticos y del pequeño terciario. Vigila también el extremo bajo: una Icc demasiado pequeña puede no hacer actuar la protección con suficiente rapidez en un circuito terminal largo.
Icc en el punto estudiado: 6 – 10Rango terciario habitual
Una corriente de cortocircuito de 6 – 10 kA pide aparatos de 10 kA, que es la especificación terciaria común. Confirma la característica de cada aparato de este emplazamiento, incluidos los que se añadieron después.
Icc en el punto estudiado: 10 – 25Hace falta aparamenta de mayor calibre
Una corriente de cortocircuito de 10 – 25 kA exige aparatos específicamente previstos para ella. Verifica el poder de corte marcado en cada uno: es una característica que debe cumplirse sin más, no aproximarse con un margen.
Icc en el punto estudiado: ≥ 25Supera a muchos interruptores en caja moldeada
Una corriente de cortocircuito de ≥ 25 kA supera los 25 kA de poder de corte de muchos interruptores en caja moldeada. Valora aparatos limitadores, la filiación con un aparato aguas arriba o un transformador de mayor tensión de cortocircuito, y encarga un estudio completo según la CEI 60909 en vez de fiarte de esta estimación.
Impedancia total: ≥ 200Impedancia de bucle alta: comprueba el tiempo de desconexión
Una impedancia total de ≥ 200 mΩ da una corriente de cortocircuito baja. Eso alivia la exigencia de poder de corte pero crea el problema contrario: la corriente de defecto puede ser demasiado pequeña para hacer actuar la protección dentro del tiempo de desconexión exigido. Comprueba aparte la impedancia del bucle de defecto.
Errores comunes que evitar
Usar la Icc del transformador en toda la instalación
Por qué importa:La corriente de cortocircuito baja con la distancia, y deprisa. En el ejemplo anterior, treinta metros de cable la llevaron de 28,87 kA a 10,04 kA, un 65 % menos. Aplicar el valor de bornes en todas partes lleva a especificar aparamenta muy por encima de lo necesario.
✓Cómo evitarlo:Calcula en cada punto de interés. Emplear el valor en bornes es conservador para el poder de corte pero caro, y no dice nada sobre si la protección actuará en el extremo lejano.
Suponer que una Icc más baja siempre es mejor
Por qué importa:Alivia la exigencia de poder de corte pero dificulta la desconexión. Una protección necesita corriente de defecto suficiente para actuar en el tiempo exigido, y un circuito largo y muy impedante puede no aportarla. El resultado es un defecto que persiste.
✓Cómo evitarlo:Comprueba los dos extremos del problema: el poder de corte con Icc altas, y la impedancia del bucle de defecto junto con el tiempo de desconexión con Icc bajas.
Ignorar la contribución de los motores
Por qué importa:Los motores asíncronos en marcha se comportan brevemente como alternadores cuando la tensión de red se desploma, y alimentan el defecto durante los primeros ciclos. En una instalación con muchos motores esto puede sumar de tres a cinco veces su corriente nominal conjunta.
✓Cómo evitarlo:Tenla en cuenta allí donde los motores supongan una parte apreciable de la carga. Este cálculo es una estimación de fuente única y no la incluye.
Pasar por alto la impedancia de la red aguas arriba
Por qué importa:El transformador no es una fuente infinita. La impedancia de la red que alimenta su primario se suma al total, lo que reduce algo la corriente de defecto real frente al valor calculado solo con el transformador.
✓Cómo evitarlo:Pide la potencia de cortocircuito de la red al gestor de distribución para un estudio formal. Despreciarla va del lado seguro para el poder de corte, y por eso el cálculo simplificado sirve para un primer cribado.
Especificar un transformador de baja tensión de cortocircuito sin comprobar aguas abajo
Por qué importa:Una tensión de cortocircuito baja da mejor regulación de tensión, lo cual es deseable, pero eleva la corriente de defecto en la misma proporción. Un transformador al 4 % produce un 25 % más de corriente de defecto que uno al 5 % de la misma potencia, y eso puede superar la aparamenta ya instalada.
✓Cómo evitarlo:Trata la tensión de cortocircuito como una decisión de sistema y no de transformador. Sustituir un transformador por otro de igual potencia pero menor tensión de cortocircuito puede invalidar toda la aparamenta aguas abajo.
Comprobar el poder de corte pero no la solicitación térmica
Por qué importa:Un aparato puede ser capaz de interrumpir el defecto y dejar pasar aun así suficiente energía para dañar el cable mientras lo hace. La comprobación de la solicitación térmica compara la I²t que deja pasar con lo que la sección del conductor puede absorber.
✓Cómo evitarlo:Verifica la solicitación térmica además del poder de corte. Los aparatos limitadores ayudan precisamente porque recortan la energía que dejan pasar, y no solo la corriente de cresta.
Aplicaciones prácticas
▸Especificar el poder de corte de los dispositivos de protección
▸Contrastar una aparamenta existente con un suministro modificado
▸Evaluar el efecto de ampliar el transformador sobre los cuadros aguas abajo
▸Cribar niveles de cortocircuito antes de un estudio formal según la CEI 60909
▸Verificar que las secciones de cable soportan la solicitación térmica
▸Comparar opciones de tensión de cortocircuito en fase de proyecto
Casos de uso por sector
Instalaciones industriales
Las corrientes de cortocircuito se calculan en cada cuadro de distribución, porque una aparamenta prevista para el cuadro general saldría innecesariamente cara más allá. La caída rápida en las primeras decenas de metros hace que los cuadros secundarios necesiten a menudo un escalón o dos por debajo del general.
Ampliaciones de suministro
Sustituir un transformador por otro mayor eleva la corriente de cortocircuito en el cuadro general casi en proporción, mientras que apenas la mueve en los cuadros remotos. La ampliación exige por tanto con frecuencia aparamenta general nueva y ningún cambio en el resto.
Generación renovable y de emergencia
Los alternadores y los inversores contribuyen a la corriente de defecto con características muy distintas de las de un transformador: la aportación de un alternador decae en los primeros ciclos y la de un inversor está limitada electrónicamente a poco más que su corriente nominal. Ambas exigen modelado explícito en vez de sumarse como una fuente más.
Consejos prácticos
💡La Icc en bornes es la corriente nominal multiplicada por 100/Ucc%.
💡Un transformador al 5 % da 20 veces la corriente nominal; uno al 4 %, 25 veces.
💡Treinta metros de cable redujeron un 65 % la corriente de cortocircuito del ejemplo.
💡Una tensión de cortocircuito más baja da mejor regulación y una Icc más alta: ambas se contraponen.
💡Cuanto mayor es el transformador, más manda el cable en la impedancia total.
💡Una Icc demasiado baja también es un problema: la protección puede no desconectar a tiempo.
Ventajas y limitaciones
Ventajas
✓Deduce la corriente de cortocircuito de la tensión de cortocircuito de placa, siempre disponible
✓Da juntas la Icc en bornes y aguas abajo, mostrando el efecto de la distancia
✓Ofrece el reparto de impedancias, que explica por qué el resultado se comporta así
✓Avisa a 25 kA, donde los interruptores en caja moldeada corrientes llegan a su límite
✓Lo bastante rápida para comprobar todos los cuadros en una revisión de proyecto
Limitaciones
!Cálculo simplificado de fuente única que emplea módulos de impedancia
!Desprecia la impedancia de la red aguas arriba del transformador: conservador, pero aproximado
!No incluye la contribución de los motores, que importa en sitios con muchos motores
!No separa resistencia y reactancia, como exige la CEI 60909
!No aplica factor de tensión c, que un estudio formal emplea para acotar el resultado
!Da la corriente eficaz simétrica, no el valor de cresta asimétrico del que dependen los esfuerzos mecánicos
!No comprueba la energía que se deja pasar ni la condición adiabática de los cables
Cómo la distancia erosiona la corriente de cortocircuito
Un transformador de 1000 kVA al 5 % en 400 V, con 8 mΩ de impedancia propia. Cada fila añade cable a 0,5 mΩ/m. Los diez primeros metros hacen más que los noventa siguientes.
1000 kVA, 400 V, 5 % de tensión de cortocircuito, cable a 0,5 mΩ/m. Los diez primeros metros retiran un 38 % de la corriente de cortocircuito; los noventa siguientes retiran 48 puntos más, hasta el 86 %. Más allá de unos sesenta metros el transformador es ya casi indiferente: el cable pesa un 79 % de la impedancia, y esa parte sigue creciendo.
Calcula la impedancia del transformador con Z = (Ucc%/100)·U²/S, suma la del cable y divide la tensión por √3 veces el total. Un transformador de 1000 kVA al 5 % en 400 V da 28,87 kA en sus bornes. Treinta metros de cable bajan esa cifra hasta 10,04 kA.
¿Qué significa la tensión de cortocircuito de un transformador?
Es el porcentaje de la tensión asignada necesario para hacer circular la corriente asignada por el devanado puesto en cortocircuito. Como la tensión plena es el cien por cien, la corriente de defecto vale 100/Ucc% veces la nominal, es decir veinte veces en un transformador al 5 %.
¿Por qué baja la corriente de defecto con la distancia?
Porque la impedancia del cable se suma en serie a la del transformador. Crece linealmente con la longitud mientras que la corriente de defecto decrece como su inverso, y por eso los primeros metros importan mucho más que los últimos.
¿Qué poder de corte hace falta?
Al menos la corriente de cortocircuito presunta en el emplazamiento del aparato. Es una característica que debe cumplirse sin más: un aparato incapaz de interrumpir el defecto que ve se destruye en lugar de proteger el circuito. Compruébalo en cada aparato, incluidos los añadidos tras la puesta en servicio.
¿Una corriente de cortocircuito más baja es siempre más segura?
No. Alivia la exigencia de poder de corte pero puede impedir que la protección actúe con suficiente rapidez. Un circuito largo y muy impedante puede no dejar pasar corriente de defecto bastante para disparar su aparato dentro del tiempo exigido.
¿Cuánto influye la potencia del transformador en la Icc?
En bornes, casi proporcionalmente: 250 kVA dan 7,22 kA y 1600 kVA dan 46,19 con la misma tensión de cortocircuito. Treinta metros más allá, esa misma comparación ya solo da 4,91 frente a 11,55 kA, porque manda el cable. El cable ha pasado a pesar más que el propio transformador.
¿Qué es la contribución de los motores a la corriente de defecto?
Los motores asíncronos en marcha se comportan brevemente como alternadores cuando la red se desploma y alimentan el defecto durante los primeros ciclos. En sitios con muchos motores esto puede sumar de tres a cinco veces su corriente nominal conjunta.
¿Qué es la CEI 60909?
Es la norma internacional de cálculo de corrientes de cortocircuito. Separa resistencia y reactancia, aplica un factor de tensión, incluye la impedancia de la red y la contribución de los motores, y distingue las corrientes simétrica inicial, de cresta y de corte.
¿Qué es la comprobación de la solicitación térmica?
Es verificar que la energía que la protección deja pasar antes de despejar el defecto, la I²t, no supera lo que el conductor puede absorber sin daño. Un aparato puede tener poder de corte suficiente y dejar pasar aun así lo bastante para destruir el cable.
¿Conviene elegir un transformador de mayor tensión de cortocircuito para reducir la Icc?
Es una posibilidad, y a veces se hace cuando la aparamenta existente no puede sustituirse. El precio es una peor regulación de tensión, ya que la misma impedancia que limita el defecto produce también más caída de tensión en carga normal.
Glosario
Corriente de cortocircuito presunta
La corriente que circularía si se produjera un defecto de impedancia despreciable en un punto dado.
Poder de corte
La corriente de defecto máxima que un dispositivo de protección puede interrumpir con seguridad.
Tensión de cortocircuito
El porcentaje de la tensión asignada que hace circular la corriente asignada por un devanado de transformador puesto en cortocircuito.
Icc
La corriente de cortocircuito presunta en un punto, expresada normalmente en kA.
Energía que se deja pasar
La I²t que un aparato deja pasar antes de eliminar un defecto.
Solicitación térmica
Comprobación de que un cable puede absorber sin daño la energía que se deja pasar.
Limitación
Característica de un aparato que corta lo bastante rápido para recortar la corriente de cresta y la energía que deja pasar.
Filiación
Apoyarse en un aparato aguas arriba para que ayude a otro aguas abajo a eliminar un defecto superior a su propio poder de corte.
Contribución de los motores
Corriente de defecto aportada por los motores en marcha, que actúan momentáneamente como alternadores.
CEI 60909
El método normalizado internacional de cálculo de corrientes de cortocircuito.
Referencias científicas y normativas
CEI 60909-0 — Corrientes de cortocircuito en sistemas trifásicos de corriente alterna: cálculo de corrientes — Comisión Electrotécnica Internacional
CEI 60947-2 — Aparamenta de baja tensión: interruptores automáticos — Comisión Electrotécnica Internacional
IEEE 551 (Violet Book) — Calculating Short-Circuit Currents in Industrial and Commercial Power Systems — Institute of Electrical and Electronics Engineers
BS 7671 — Requirements for Electrical Installations, capítulo 43 y anexo 4 — Institution of Engineering and Technology
CEI 60076-5 — Transformadores de potencia: aptitud para soportar cortocircuitos — Comisión Electrotécnica Internacional
Conclusión
La placa del transformador entrega directamente la corriente de cortocircuito, porque la tensión de cortocircuito es su inverso: un 5 % significa veinte veces la corriente nominal en bornes. Lo que ocurre después lo gobierna el cable, y la tabla anterior muestra a qué velocidad. Treinta metros hacen caer una Icc de 28,87 kA a 10,04 kA, y más allá de sesenta metros el cable posee el 79 % de la impedancia total, punto en el que el transformador ya casi no cuenta en la respuesta. La consecuencia práctica merece retenerse: ampliar un transformador de alimentación eleva con fuerza la exigencia en el cuadro general y apenas toca los cuadros más alejados. Lo otro que conviene tener presente es que el problema tiene dos extremos. Una corriente de cortocircuito demasiado alta para el poder de corte de un aparato es peligrosa, pero una demasiado baja para hacer actuar la protección dentro del tiempo de desconexión exigido lo es igualmente.
Introduce arriba los datos de tu transformador y tu recorrido de cable para obtener la corriente de cortocircuito donde importa.
