Cálculo de la corriente total en un transformador 3-fases Estrella-Estrella de 140 kVA

Dado un transformador 3-fases, conectado Estrella-Estrella (Y-Y) con una potencia nominal de **140 kVA** y un **voltaje de fase de carga de 115V** (Línea-Neutro), la corriente de línea total se calcula de la siguiente manera.

Parámetros dados

• Potencia aparente, S = 140 kVA = 140,000 VA
• Voltaje de fase (V_ph) = 115 V (L-N)
• Conexión: Estrella (Wye) tanto en Primario como en Secundario
• Frecuencia: 400 Hz (No se usa para el cálculo de magnitud de corriente, relevante para reactancia/efecto piel)

Cálculo paso a paso

1. Determinar Voltaje de Línea (V_L)

En una conexión Estrella: V_L = √3 × V_ph
V_L = 1.732 × 115 V ≈ 199.18 V (Línea-Línea)

2. Aplicar fórmula de potencia 3-fases

S = √3 × V_L × I_L (para carga 3-fases balanceada)

Despeje para Corriente de Línea (I_L):
I_L = S / (√3 × V_L)

3. Calcular

I_L = 140,000 / (1.732 × 199.18)
I_L = 140,000 / 345.0
I_L ≈ 405.8 A

Alternativa (usando Valores de Fase directamente):
S = 3 × V_ph × I_ph (Estrella: I_L = I_ph)
I_L = S / (3 × V_ph) = 140,000 / (3 × 115) = 140,000 / 345 = 405.8 A

Resultado

Corriente de línea total ≈ 406 A (por fase).

Notas importantes de ingeniería

• Suposición de carga balanceada: El cálculo asume una carga 3-fases perfectamente balanceada. El desbalance crea corriente en neutro y secuencia negativa.
• Factor de potencia: Esta es corriente de **Potencia Aparente (kVA)**. Potencia Real (kW) = kVA × FP. Si FP=0.8, Potencia Real = 112 kW, pero la *magnitud de corriente se mantiene en 406A* (mayores pérdidas).
• Nominal del transformador: 140kVA es el *límite térmico*. Operación continua a 406A requiere refrigeración adecuada (ONAN/ONAF).
• Contexto de 400 Hz: Común en **Aeroespacial / Militar / Naval**. Mayor frecuencia → Magnéticos más pequeños, pero ↑ Efecto Piel (use Litz/estrandado), ↑ Pérdida en Núcleo, ↑ Reactancia Inductiva (Regulación de voltaje peor).
• Salvedad de conexión Y-Y: **Armónicos Tripelen (3.º, 9.º)** se suman en Neutro. Requiere **Devanado Delta Terciario** o Núcleo de 5 patas para camino de flujo del 3.º armónico, de lo contrario interferencia telefónica y sobrecalentamiento de neutro.