Distribución Inteligente
Utilización de Reconectadores y Seccionalizadores Electrónicos en redes de distribución aéreas de Media Tensión (MT) para optimizar la alimentación y continuidad de servicio de pozos petroleros.
En la actualidad la alimentación eléctrica de los pozos petroleros se realiza con tendidos de líneas aéreas de distribución de energía eléctrica en MT provenientes de Subestaciones de rebaje Alta Tensión/Media Tensión (AT/MT) o de centrales de generación distribuida con salida en MT. Cada una de estas líneas denominadas troncales sale de una Subestación y suele tener un recorrido de varios kilómetros a través de terrenos a campo travieso, siendo muy difícil y complicado el acceso a la traza de la línea.
A lo largo de este recorrido, cada una de estas líneas tiene varias derivaciones en MT. Estas derivaciones pueden llegar a ser aproximadamente 6 o 7 líneas de distribución radiales. La cantidad dependerá de la potencia total de transporte requerida versus la capacidad de generación y transporte a la salida de la Subestación.
Cada una de estas líneas de distribución radiales en MT alimenta en su extremo de línea a un transformador reductor de Media Tensión/Baja Tensión (MT/BT).
La salida de BT de este transformador alimenta varios pozos petroleros. Cada uno de estos pozos dispone de un motor alimentado en BT y controlado por un variador. Dependiendo de la potencia del transformador y de la potencia transportada por la línea se pueden llegar a alimentar 5 o 6 pozos por cada línea radial + transformador.
Como en todo sistema de alimentación y distribución de energía eléctrica, existen requerimientos de maniobra, protección, control y medición del mismo. El objetivo principal es maximizar la extracción de petróleo en cada pozo y esto implica reducir al mínimo los cortes de suministro, que impactan directamente en los índices de productividad de los mismos y en el lucro cesante.
La solución tradicional en este tipo de esquema contempla la utilización de interruptores de intemperie o trineos intemperie con interruptores para maniobra, protección, control y medición en las líneas troncales de MT y fusibles tradicionales + seccionadores a cuchilla de MT en las líneas radiales.
Todas las líneas de distribución de energía eléctrica, tanto aéreas como subterráneas, están sometidas a fallas. Estas fallas pueden ser del tipo permanentes o transitorias. Estadísticamente el 80% de las fallas en líneas de distribución aéreas son del tipo transitorias y solamente el 20% de las fallas son del tipo permanente.
La presente aplicación se refiere a líneas de distribución aéreas en MT y por lo tanto podemos considerar que tendremos una condición de trabajo con una tasa de fallas transitorias del 80%. Un interruptor tradicional y un fusible son sensibles a la corriente que circula a través de ellos. Si esta corriente es una corriente de falla (cortocircuito) tanto el interruptor como el fusible actuarán abriendo el circuito y aislando la falla, que en nuestro caso implica interrupción del suministro a los pozos y lucro cesante.
Si consideramos que el 80% de las fallas (8 de cada 10 fallas) tienen un origen transitorio, se podría considerar la utilización de reconectadores de MT en reemplazo de los interruptores en las líneas troncales,ya que al realizar un recierre se garantiza la continuidad de servicio a todos los pozos alimentados desde esta línea troncal, sin verse afectada la continuidad del servicio y sin considerar un lucro cesante que medido en barriles de petróleo no producidos implica una mejora muy significativa en la rentabilidad de los pozos.
Si consideramos ahora las líneas radiales, las mismas están protegidas por fusibles, los cuales operarán quedando abiertos ante la ocurrencia de una falla, independientemente que la falla sea transitoria (como lo es en el 80% de los casos) como cuando sea permanente. Ese ramal de todo el sistema troncal quedará sin suministro de energía eléctrica y con lucro cesante hasta tanto la empresa envíe una cuadrilla a reponer el fusible y restablecer el suministro. Esto implica tiempo (barriles de petróleo no producidos) y dinero (costo operativo del envío de la cuadrilla).
Además existe el problema con una eventual actuación monofásica producto de una falla monofásica (como es el caso en la mayoría delas fallas transitorias que recordemos representan el 80% de las fallas), donde quedará abierta solamente la fase con falla y las dos fases restantes estarán alimentando al transformador que alimenta los pozos, representando esto un problema por el trabajo del sistema con dos fases.
La única opción para no trabajar con dos fases es que ante este evento se abra el interruptor de cabecera dejando el troncal completo fuera de servicio con el correspondiente incremento exponencial del lucro cesante.
En base a todos los factores indicados, se podría considerarla utilización de seccionalizadores electrónicos trifásicos programables en reemplazo de los fusibles para que protejan la línea radial. Estos equipos permiten ser programados para permanecer cerrados monitoreando la actuación del reconectador aguas arriba y actuando (abriendo el circuito) solamente cuando la falla sea del tipo permanente.
Se considerarán barriles de petróleo no producidos y costos operativos en 2 de cada 10 fallas en vez de 10 de cada 10 fallas con la solución tradicional. La mejora de los índices es del 80%.
La apertura de equipo siempre será trifásica independientemente del tipo de falla permanente detectada, evitando el trabajo forzado del sistema en dos fases o su eventual daño permanente que implicaría lucros cesantes y costos aún mayores.
La utilización de reconectadores + seccionalizadores electrónicos comparados con la solución tradicional permite una rápida y sencilla implementación, una reducción de costos de inversión y operativos, un retorno de la inversión muy bajo, una mejora en la seguridad tanto para los operadores como para el sistema y una serie de ventajas técnicas y de operación como ser la integración con sistemas SCADA existentes.
Operación 80% más económica, más segura, más rentable y más confiable, con soluciones a la medida de las necesidades actuales.
