Manual de relación · IEC 60076 / IEC 60214 · revisión julio 2026
Cómo cambiar el voltaje de salida de un transformador usando derivaciones (taps)
El tap no “agrega voltios”: cambia el número efectivo de vueltas y, por tanto, la relación. Para acertar hay que leer el signo de la placa, distinguir DETC de OLTC y separar tensión ideal de caída bajo carga.
Índice de posiciones
Selector técnico- Qué hace un tap
- Relación de vueltas
- Diagrama de devanados
- El signo que confunde
- Por qué suele estar en AT
- Neutro o extremo de línea
- DETC desenergizado
- OLTC bajo carga
- Conmutación conceptual
- Comparación DETC/OLTC
- Posición principal y placa
- Ejemplo para baja tensión
- Tabla posición–tensión
- Regulación y caída
- Rango y paso
- AVR y compensación
- Operación en paralelo
- Límites del transformador
- Mantenimiento y diagnóstico
- Errores comunes
- Checklist
- Preguntas frecuentes
- Fuentes verificadas
01Qué hace una derivación
Una derivación conecta el circuito a un punto distinto del devanado. Al seleccionar otro punto cambia el número efectivo de vueltas, la relación de transformación y la tensión secundaria obtenida para una tensión primaria determinada.
La derivación puede ser un puente atornillado, un selector rotativo o parte de un cambiador complejo. IEC 60076-1:2011 define requisitos generales para transformadores de potencia, incluidos conceptos asociados a devanados con derivaciones y datos de placa. IEC 60214-1:2014 cubre requisitos de desempeño y ensayos de cambiadores bajo carga, cambiadores desenergizados y accionamientos.
02Relación de vueltas y tensión
Para un transformador ideal, la relación de tensiones sigue la relación de vueltas. Los subíndices 1 y 2 representan los devanados elegidos.
Si el tap está en el devanado 1 y V₁ permanece fija, aumentar N₁ reduce V₂; disminuir N₁ eleva V₂.
En un equipo real hay corriente de magnetización, pérdidas y caída en resistencia y reactancia de dispersión. Por eso la fórmula predice la relación aproximada en vacío; bajo carga, la tensión depende además de corriente y factor de potencia. La placa y los resultados de ensayo proporcionan la referencia contractual.
La frecuencia también es esencial. El flujo del núcleo sigue aproximadamente Φ ∝ V/(f·N). Reducir vueltas sin reducir la tensión aplicada aumenta voltios por vuelta y puede sobreexcitar el núcleo.
03Diagrama: cómo cambia N₁
04El signo que confunde: “+ tap” no siempre eleva la salida
Cuando la derivación está en AT, una marca +2,5 % suele indicar que esa posición corresponde a una tensión primaria nominal 2,5 % mayor para conservar la tensión secundaria nominal. Eso implica más vueltas efectivas en AT. Si la tensión primaria real no cambia, la salida baja.
Para una red primaria baja, normalmente se selecciona una posición de menor tensión nominal de AT, que usa menos vueltas y recupera V₂. Pero la palabra “subir”, la flecha del mando y el número de posición pueden referirse a tensión regulada, relación o posición mecánica. Nunca deduzca el sentido sin la placa y el manual.
05Por qué los taps suelen estar en el devanado de AT
Menor corriente
Para una potencia dada, el lado de mayor tensión conduce menor corriente. El selector, contactos y conductores pueden manejar una corriente inferior, reduciendo exigencia y tamaño.
Más vueltas
El devanado AT tiene más vueltas; un porcentaje pequeño corresponde a un número practicable de espiras. Esto facilita pasos finos y distribución constructiva.
Diseño integrado
ABB explica que las derivaciones suelen colocarse en el primario para minimizar la corriente del interruptor. Aun así, aislamiento y ubicación pueden hacer preferible otra solución.
“Suele” no significa “siempre”. Autotransformadores, transformadores elevadores, terciarios, aplicaciones industriales y restricciones de aislamiento pueden usar disposiciones distintas. El devanado regulado y el sentido deben identificarse en el diagrama de placa.
06Cambiador en neutro o en extremo de línea
En un devanado estrella, ubicar el cambiador cerca del punto neutro reduce la tensión del dispositivo respecto de tierra y puede simplificar el aislamiento. Hitachi Energy publica OLTC con categorías específicas para colocación en neutro y para otras ubicaciones. Esa ventaja dieléctrica debe conciliarse con accesibilidad, esquema del devanado, regulación, corrientes de falla y protección.
Un cambiador en extremo de línea queda sometido a mayor esfuerzo dieléctrico, pero puede ser requerido por la conexión o construcción. En delta no existe un neutro accesible equivalente. En disposiciones plus/minus, lineales o grueso/fino, el selector y el conmutador inversor organizan el rango de manera diferente.
07DETC: cambiador desenergizado
IEC 60214-1 usa el concepto de de-energized tap-changer. También aparecen “off-circuit” u “off-load”, pero este último puede inducir a error: retirar la carga no elimina la tensión. Para un DETC, el transformador debe quedar eléctricamente aislado de todas las fuentes y comprobado sin tensión.
Los DETC suelen tener pocas posiciones y se usan para adaptar el transformador a una red relativamente estable durante puesta en servicio o paradas planificadas. Hitachi Energy muestra diseños rotativos y lineales con indicador y posibilidad de bloqueo. Siemens advierte en sus manuales que los puentes de AT solo se reconectan desenergizados, en la misma posición para todas las fases y al torque declarado.
08OLTC: regulación con el transformador en servicio
Un on-load tap-changer transfiere corriente de una toma a la siguiente sin interrumpir la carga y sin cortocircuitar permanentemente espiras. Las tecnologías IEC incluyen tipos de resistencia o reactor y soluciones con contactos de arco o interruptores de vacío. El mecanismo motorizado coordina selector, transición y señal de posición.
El OLTC puede recibir órdenes locales, remotas o de un regulador automático. Esto no convierte cualquier maniobra en segura: solo debe operarse dentro de su corriente pasante, tensión de paso, secuencia, interbloqueos y condiciones del fabricante. Una alarma de motor, protección propia o discrepancia de posición requiere diagnóstico, no repetición de comandos.
La conmutación produce desgaste mecánico y, según tecnología, erosión de contactos y degradación del fluido del compartimiento. Los diseños de vacío reducen el arco en aceite, pero mantienen necesidades específicas de inspección y accionamiento.
09Diagrama conceptual de transferencia OLTC
10DETC frente a OLTC
| Criterio | DETC / off-circuit | OLTC / on-load |
|---|---|---|
| Estado de maniobra | Transformador aislado, bloqueado, descargado y verificado sin tensión. | Puede transferir bajo carga dentro de diseño y procedimiento. |
| Frecuencia típica | Ocasional, durante puesta en servicio o parada. | Frecuente o automática para regulación. |
| Complejidad | Selector o puentes más simples. | Selector, conmutación, transición, accionamiento, control y protecciones. |
| Mantenimiento | Estado de contactos, apriete, corrosión, posición y aislamiento. | Además, desgaste, contador, motor, sincronismo, fluido/vacío y diagnóstico dinámico. |
| Riesgo clave | Operarlo energizado o dejar fases en posiciones distintas. | Run-through, desgaste, fallo de transición, discrepancia o control inestable. |
11Derivación principal, posiciones y placa
La derivación principal es la posición a la que se refieren las magnitudes asignadas, incluida la relación nominal, salvo indicación distinta. Una placa completa vincula cada posición con una tensión o relación; puede añadir corriente, potencia, impedancia o limitaciones por posición.
Datos del transformador
- Tensiones por devanado y por tap.
- Potencia asignada y frecuencia.
- Grupo vectorial, impedancia y nivel de aislamiento.
- Rango, paso y derivación principal.
- Diagrama de conexiones y fases.
Datos del cambiador
- Tipo DETC u OLTC y fabricante.
- Modelo, serie y posiciones operativas.
- Corriente pasante y tensión de paso asignadas.
- Accionamiento, contador y posición indicada.
- Restricciones, mantenimiento y fluido.
Los números pueden aumentar en sentido opuesto al número de vueltas, y una posición mecánica de transición puede no ser una posición de servicio. Copie literalmente la tabla de placa al procedimiento y al sistema SCADA.
12Ejemplo correcto: corregir una primaria baja
Considere un transformador idealizado 11 kV / 415 V con taps de AT ±2 × 2,5 %. La red cae a 10,725 kV, exactamente −2,5 % respecto de 11 kV.
- En la derivación principal, la relación nominal es 11 000/415 = 26,506. En vacío, 10 725/26,506 ≈ 404,6 V.
- La posición de AT rotulada 10,725 kV (−2,5 %) tiene menos vueltas y relación 10 725/415 = 25,843.
- Con la primaria real de 10,725 kV y esa posición, la salida ideal vuelve a 415 V.
Este ejemplo ignora caída interna. Si bajo carga se miden 400 V, no debe atribuirse todo a relación: mida V₁, corriente, factor de potencia, balance y conexiones antes de mover el tap.
13Tabla posición–tensión a primaria constante
Para el mismo ejemplo, esta tabla calcula V₂ ideal con V₁ real = 11 kV constante. Las etiquetas describen la tensión nominal de AT de cada tap; no son números universales de posición.
| Etiqueta de tap AT | Tensión AT de placa | Relación aproximada | V₂ ideal con 11 kV reales | Efecto |
|---|---|---|---|---|
| +5 % | 11,550 kV | 27,831 | 395,2 V | Baja V₂ |
| +2,5 % | 11,275 kV | 27,169 | 404,9 V | Baja V₂ |
| Principal | 11,000 kV | 26,506 | 415,0 V | Referencia |
| −2,5 % | 10,725 kV | 25,843 | 425,6 V | Eleva V₂ |
| −5 % | 10,450 kV | 25,181 | 436,8 V | Eleva V₂ |
Cálculos redondeados y sin carga. La tensión permitida en cada posición, potencia y corriente se toman de la placa real.
14Regulación y caída bajo carga
La tensión secundaria cargada difiere de la ideal por la impedancia serie equivalente. De forma conceptual:
La magnitud y signo dependen de corriente, resistencia, reactancia y factor de potencia adelantado o atrasado.
Regulación porcentual comparando tensión en vacío V₀ y cargada Vc bajo condiciones declaradas.
Mover un tap cambia la relación base; no elimina la caída que crece con la carga. Si se eleva demasiado la tensión en vacío para compensar una punta, las cargas pueden quedar sobrevoltadas cuando la demanda cae. Un OLTC con AVR puede seguir variaciones lentas, mientras un DETC se fija para un compromiso previsto.
Antes de ajustar, registre tensión AT y BT simultáneas en vacío y carga, corriente por fase, factor de potencia y temperatura. Una caída localizada en cables o conexiones no se resuelve elevando toda la barra.
15Rango simétrico, asimétrico y porcentaje de paso
Una designación como ±8 × 1,25 % expresa ocho pasos de 1,25 % a cada lado de la derivación principal: rango nominal ±10 %, normalmente 17 posiciones de servicio. Es una forma frecuente citada en el handbook ABB, no una configuración obligatoria.
Un rango asimétrico puede ofrecer más elevación que reducción, por ejemplo +10/−6 pasos, cuando el estudio de red anticipa una dirección dominante. Los diseños lineal, plus/minus y grueso/fino consiguen rangos con distinta cantidad de tomas físicas y componentes. En algunos cambiadores hay posiciones de puente o transición; no cuente números impresos sin el esquema.
El porcentaje puede referirse a relación, tensión del devanado regulado o tensión de paso según la documentación. Para pasos grandes, la composición porcentual exacta no siempre coincide con sumar linealmente sobre la tensión observada; use la tabla de ratios de placa.
16AVR y compensación de caída de línea
Un regulador automático de tensión compara una medición con una consigna y envía órdenes raise/lower al OLTC. Una banda muerta evita maniobras por pequeñas oscilaciones y un retardo limita el “hunting”. Los bloqueos pueden considerar corriente alta, tensión extrema, posición límite, fallo de motor, interruptores, comunicación y cambio de flujo de potencia.
La line drop compensation estima conceptualmente la tensión en un punto remoto a partir de tensión local, corriente medida y parámetros R+jX del alimentador. No aumenta físicamente la tensión remota medida; desplaza la referencia del AVR para compensar caída prevista. Parámetros incorrectos pueden causar sobretensión con baja carga o caza entre reguladores.
VT, CT, calidad y polaridad verificadas.
Consigna, banda y punto regulado definidos.
Retardo y lógica evitan maniobra excesiva.
Límites y alarmas frenan órdenes inseguras.
Posición y tensión responden como previsto.
17Transformadores en paralelo: una posición no es solo local
Para compartir carga sin corrientes circulantes excesivas, las unidades requieren relaciones compatibles, misma secuencia y desplazamiento de fase, polaridad coherente, impedancias y relaciones X/R adecuadas. Un paso de diferencia puede crear corriente reactiva incluso si la carga externa no cambia.
El control de OLTC en paralelo puede usar maestro–seguidor, corriente circulante o compensación de reactancia negativa. ABB describe supervisión de discrepancia de posiciones en estrategias maestro–esclavo. La igualdad numérica de posición no garantiza igual relación si los transformadores tienen tablas distintas.
Antes de acoplar, compare tensión secundaria, fase y ratio real; revise ajustes de protección diferencial que compensan la posición del tap. Nunca “persiga” la misma corriente moviendo manualmente un OLTC sin la estrategia aprobada.
18Límites térmicos, magnéticos y dieléctricos
Voltios por vuelta
Aplicar tensión excesiva a una posición con pocas vueltas eleva flujo, corriente magnetizante, ruido y calentamiento. La relación V/f y los límites de placa no se negocian.
Corriente y pérdidas
La corriente admisible puede cambiar por posición; algunos rangos son de potencia constante y otros tienen limitaciones. Verifique corriente pasante del cambiador y devanado.
Aislamiento
Cada toma, contacto y transición soporta tensiones de servicio e impulso definidas. Un OLTC tiene además tensión de paso máxima y esfuerzos de recuperación.
La impedancia de cortocircuito también puede variar con el tap, afectando nivel de falla, reparto en paralelo y regulación. Protecciones, estudios de coordinación y diferencial deben cubrir el rango completo, no solo la derivación principal.
19Mantenimiento y diagnóstico
El cambiador combina contactos eléctricos, aislamiento y mecanismo. Hitachi Energy destaca que sus fallas son una causa importante de indisponibilidad del transformador y publica guías específicas por modelo. El plan se basa en tiempo, operaciones, corriente conmutada, análisis de condición y manual.
| Señal | Qué puede indicar | Comprobación especializada |
|---|---|---|
| Resistencia de devanado irregular por tap | Contacto degradado, posición incorrecta o conexión floja. | Medición comparativa, estabilización y análisis por fase/posición. |
| Gases o aceite anómalos | Arco, calentamiento o envejecimiento del compartimiento. | DGA y calidad del fluido con límites específicos del OLTC. |
| Tiempo o firma de motor cambia | Fricción, resortes, engranajes, alimentación o secuencia. | Corriente de motor, tiempos, oscilografía y contador. |
| Posición local ≠ remota | Transmisor, acople, cableado o pérdida de sincronismo. | Verificación mecánica y eléctrica con equipo fuera de riesgo. |
| Ruido, temperatura o tensión inesperados | Tap incorrecto, contacto resistivo, sobreexcitación o carga. | Placa, termografía, relación, V/f, carga y conexiones. |
Un DETC poco usado puede desarrollar película o corrosión. “Ejercitarlo” solo se hace durante una parada segura y conforme al fabricante. Las pruebas dinámicas de OLTC y apertura de compartimientos exigen personal, herramientas y control de contaminación especializados.
20Errores comunes que dañan tensión o equipo
- Mover hacia “+” para subir V₂ sin verificar qué significa el signo. En taps AT, a V₁ fija, más vueltas suelen bajar la salida.
- Operar un DETC “sin carga” pero energizado. La ausencia de corriente externa no elimina tensión ni riesgo de arco.
- Dejar fases en posiciones distintas. Provoca relaciones desequilibradas, circulación y daño; Siemens exige la misma toma en todas las bobinas de AT de su diseño.
- Corregir una caída de cable con el tap. Eleva toda la barra y puede sobrevoltar otras cargas cuando cambia la demanda.
- Ignorar V/f y límites de posición. Menos vueltas con tensión normal puede sobreexcitar el núcleo.
- Paralelar por número de posición. Dos “posición 5” no son necesariamente la misma relación.
- Repetir órdenes ante una alarma OLTC. Puede agravar un fallo mecánico o de transición; aplique bloqueo y diagnóstico.
- No actualizar protección y planos. Ratio, impedancia y compensación diferencial pueden depender del tap.
21Checklist de ingeniería y puesta en servicio
Antes de seleccionar
- Medir AT/BT simultáneas, carga y factor de potencia.
- Descartar conexiones, cables, balance y sobrecarga.
- Identificar devanado regulado y derivación principal.
- Copiar tabla de relación y sentido desde la placa.
- Confirmar rango térmico, dieléctrico y V/f.
Para DETC
- Plan de aislamiento para todas las fuentes.
- LOTO, descarga y ausencia de tensión verificadas.
- Posición idéntica por fase según diseño.
- Torque, bloqueo, cubiertas y sellos según manual.
- Relación y resistencia comprobadas antes de energizar.
Para OLTC
- Corriente pasante y tensión de paso dentro de rating.
- Motor, límites, interbloqueos y contador probados.
- Raise/lower confirmado contra tensión regulada.
- AVR: consigna, banda, retardo y bloqueos validados.
- Alarmas y discrepancia local/remota ensayadas.
Entrega y operación
- Unifilar, placa y tabla de taps archivados.
- SCADA muestra posición y ratio correctos.
- Protección cubre rango completo.
- Paralelo probado con estrategia documentada.
- Plan de mantenimiento por modelo y operaciones.
22Preguntas frecuentes
¿Mover un tap hacia “+” siempre aumenta el voltaje secundario?
No. En un devanado AT, “+” suele significar una tensión primaria nominal mayor y más vueltas; con la tensión primaria real fija, eso reduce la salida. La placa define el sentido.
¿Puedo mover un DETC si el secundario está abierto?
No mientras el transformador esté energizado. Abrir la carga no elimina la tensión. Debe aislarse de todas las fuentes, bloquearse, descargarse y comprobarse sin tensión.
¿Un OLTC puede cambiar posición con carga?
Sí, porque está diseñado y ensayado para transferir corriente entre tomas, pero solo dentro de sus valores asignados, con accionamiento, interbloqueos y procedimiento autorizados.
¿El porcentaje de tap se suma directamente al voltaje medido?
No siempre. Describe la relación o tensión de placa según el diseño. Para obtener la salida se usa la relación correspondiente y luego se considera la caída bajo carga.
¿Un tap corrige cualquier caso de baja tensión?
No. Primero deben descartarse sobrecarga, caída en conductores, conexiones defectuosas, desequilibrio y factor de potencia. El tap ajusta la relación de transformación.
¿Dos transformadores pueden operar en paralelo en la misma posición?
Solo si sus relaciones reales, grupo vectorial, impedancias, polaridad y estrategia de control son compatibles. El mismo número de posición no garantiza la misma relación.
23Fuentes oficiales verificadas
- IEC 60076-1:2011 — Power transformers, Part 1: General. Catálogo oficial IEC, edición 3.0, estabilidad indicada hasta 2028.
- IEC 60214-1:2014 — Tap-changers, Part 1. Catálogo oficial IEC, edición 2.0; OLTC de resistencia/reactor, DETC y accionamientos; estabilidad hasta 2028.
- ABB — Distribution Automation Handbook, Power distribution systems. Derivación principal, ubicación habitual en primario, DETC/OLTC y rangos.
- Hitachi Energy — Tap-changers and switches. Familias desenergizadas y bajo carga.
- Hitachi Energy — DTU de-energized tap changer. Posiciones, indicador, bloqueo y ratings de producto.
- Hitachi Energy — VUCL vacuum OLTC. Guías técnicas, instalación y mantenimiento.
- Hitachi Energy — Tap-changer overhaul and upgrades. Relevancia de mantenimiento y confiabilidad.
- Siemens Energy — Power transformers brochure. Ajuste desenergizado o por OLTC.
- Siemens Energy — GEAFOL/CARECO operating instructions. Advertencias oficiales para puentes de derivación AT.
Nota editorial. Fuentes y estados revisados en julio de 2026. La fuente inicial de este artículo se utilizó solo para orientar el índice y no sustenta requisitos operativos. Los textos IEC completos están protegidos por derechos de autor; esta síntesis no sustituye la norma, la placa, el manual específico ni el procedimiento de la empresa. “Vigente” describe el estado del catálogo consultado, no la edición contractual o adoptada en cada jurisdicción.
