Selección de transformadores de potencia en seco para edificios altos: guía completa sobre seguridad contra incendios y dimensionamiento

Los edificios de gran altura, debido a sus estructuras complejas, alta densidad de población, elevado consumo eléctrico y estrictos requisitos de confiabilidad en el suministro de energía, imponen exigencias rigurosas en la selección de los equipos esenciales para la distribución eléctrica. Los transformadores de potencia en seco, gracias a sus ventajas fundamentales —como la ausencia de aceite, su capacidad ignífuga y su reducido tamaño—, se han convertido en el equipo preferido para los sistemas de distribución eléctrica en edificios de gran altura. Este artículo ofrecerá una guía profesional de selección destinada al diseño de ingeniería y a la adquisición de proyectos, basada en dos dimensiones clave: seguridad contra incendios y selección de capacidad.

---

i. Seguridad contra incendios: ¿por qué los edificios de gran altura deben utilizar Transformadores de tipo seco

Los edificios de gran altura tienen los requisitos más estrictos en materia de prevención contra incendios entre todos los escenarios de aplicación. Según el Artículo 4.3.5 del «Código para el diseño eléctrico de edificios civiles» (GB51348-2019), esta es una **disposición obligatoria**: los transformadores instalados en edificios civiles deben ser transformadores de tipo seco, transformadores aislados con gas o transformadores aislados con líquido no inflamable.

La lógica subyacente de este reglamento obligatorio es clara desde el punto de vista de la seguridad: los transformadores sumergidos en aceite contienen una gran cantidad de aceite aislante inflamable. En caso de cortocircuitos entre espiras o fallos por sobrecarga, pueden generar gases y provocar incendios o incluso explosiones. Por el contrario, los transformadores de tipo seco utilizan aire o resina epoxi vertida como medio aislante, y su diseño libre de aceite elimina fundamentalmente los riesgos de fugas de aceite y de incendios relacionados con el aceite. En edificios de gran altura con grandes concentraciones de personas y evacuación difícil, la elección de transformadores de tipo seco constituye una garantía fundamental para la seguridad de las vidas y los bienes.

Puntos clave de selección e implementación:

- Si se instalan en áreas críticas, como salas de distribución contra incendios y salas centrales de computación, deben tenerse en cuenta prioritariamente los transformadores de tipo seco resistentes al fuego. Sus devanados, núcleos y otros componentes han recibido un tratamiento de refuerzo resistente al fuego.

- Para lugares con altos requisitos de resistencia al fuego, la clase de rendimiento frente a la combustión del transformador debe alcanzar F1.

- Los materiales aislantes deben tener propiedades ignífugas o no inflamables. Los materiales aislantes de clase F (que permiten una temperatura máxima de 155 °C) y clase H (180 °C) son las opciones convencionales. Entre ellos, los materiales de clase H ofrecen un margen mayor de resistencia térmica y son especialmente adecuados para salas de distribución cerradas con ventilación deficiente.

---

iI. Selección de la capacidad para Transformador de potencia seco : Cómo ajustar con precisión los requisitos de carga de edificios de gran altura

La selección de la capacidad de los transformadores en seco afecta directamente la fiabilidad del suministro eléctrico y la operación económica. Requiere una consideración integral desde las perspectivas del cálculo de carga y de la estrategia de configuración.

1. Cálculo de la carga y determinación de la capacidad

El primer paso para seleccionar la capacidad del transformador consiste en calcular la carga total calculada del edificio. La carga eléctrica de los edificios de gran altura es compleja e incluye iluminación, aire acondicionado, ascensores, suministro y evacuación de agua, sistemas contra incendios, sistemas inteligentes de seguridad, etc. La capacidad debe determinarse sobre la base de la carga calculada; es decir, la capacidad nominal del transformador no debe ser inferior a la carga calculada.

Los transformadores de distribución para edificios de gran altura suelen seleccionarse con el grupo de conexión Dyn11. Esto se debe a que puede suprimir eficazmente la tercera armónica y reducir la impedancia de secuencia cero, lo que ofrece ventajas significativas para mejorar la sensibilidad de la protección contra cortocircuitos monofásicos.

Puntos clave para la selección de equipos:

- Se recomienda reservar un margen de carga del 15 % al 20 % durante el proceso de selección para evitar una operación sobrecargada prolongada durante las horas pico.

- La tasa de carga de trabajo a largo plazo del transformador no debe superar el 85 % para garantizar su funcionamiento económico.

- Cuando existen cargas primarias y secundarias (por ejemplo, sistemas de protección contra incendios, ascensores, iluminación de emergencia), la normativa exige la instalación de al menos dos transformadores. Si uno de ellos falla, los transformadores restantes deben ser capaces de satisfacer las necesidades de potencia de todas las cargas primarias y secundarias.

2. Límite superior de la capacidad unitaria y configuración redundante

La capacidad de un transformador no es necesariamente mejor cuanto mayor sea. La normativa establece límites claros sobre la capacidad de una unidad individual.

Cuando la tensión en el lado de baja tensión es de 0,4 kV, la capacidad de un transformador individual no debe superar los 1250 kVA; además, cuando hay un único transformador, su capacidad tampoco debe superar los 1250 kVA.

Para edificios súper altos o proyectos con cargas particularmente concentradas, se recomienda adoptar un modo de operación independiente con múltiples transformadores, como dos transformadores de 800 kVA o tres transformadores de 500 kVA. Esto no solo permite satisfacer la demanda total de carga, sino también lograr una distribución equilibrada de la carga y redundancia en el suministro eléctrico.

3. Uso racional de la capacidad de sobrecarga

Los transformadores en seco poseen cierta capacidad de sobrecarga a corto plazo, pero su empleo debe ser científico. En condiciones de refrigeración por aire natural (AN), el transformador puede operar de forma continua a su capacidad nominal durante largos períodos; con un sistema opcional de refrigeración forzada por aire (AF), su capacidad de salida puede aumentarse temporalmente en un 50 %, aunque esta medida es de emergencia y no debe utilizarse como modo de operación permanente.

Puntos clave de selección e implementación:

- Para lugares con diferencias significativas en la carga entre el día y la noche (por ejemplo, aire acondicionado e iluminación), se puede aprovechar adecuadamente la capacidad de sobrecarga de los transformadores secos durante el proceso de selección. No obstante, debe equiparse un sistema completo de monitorización de temperatura.

- Cuando el transformador opera bajo condiciones de sobrecarga, la temperatura del devanado debe monitorearse en tiempo real. La temperatura de alarma para transformadores con aislamiento clase F es de 130 °C, y la temperatura de disparo es de 150 °C.

---

iII. Tabla de referencia rápida para la selección de modelos

---

ⅳ. Conclusión

La selección de transformadores en seco para edificios de gran altura se centra en equilibrar los tres objetivos de **seguridad contra incendios, fiabilidad del suministro eléctrico y ahorro energético con eficiencia económica**. El requisito obligatorio de "en seco" establecido en la normativa garantiza el nivel mínimo de seguridad, mientras que la selección de la capacidad resulta clave para asegurar un funcionamiento económico a largo plazo. En proyectos reales, se recomienda determinar integralmente la solución final combinando las características específicas de la carga del edificio, las condiciones de espacio de la sala de distribución y los requisitos de la autoridad local de suministro eléctrico.

Jiangsu Unita Electric Equipment Co., Ltd. (JSZONMA) puede suministrarle productos adecuados para su proyecto según sus necesidades. Si requiere más información, no dude en ponerse en contacto con nosotros.