Rediseño del sistema de protecciones de las redes aéreas de 13.8 kV del campo petrolero Lote X para la reducción de interrupciones eléctricas y de la producción diferida de crudo

Abstract

Esta investigación abordo la evaluación del sistema de protecciones de las redes aéreas de 13.8 kV del campo petrolero Lote X, debido a que las interrupciones de suministro eléctrico por cortocircuito han venido originando pérdidas cuantiosas de producción de crudo con su consiguiente pérdida de ingresos. El objetivo principal de la investigación fue la de rediseñar el sistema de protecciones de las redes aéreas de 13.8 kV a fin minimizar los índices de interrupciones y la producción diferida de crudo. Se aplicó una metodología de investigación con enfoque cualitativo y cuantitativo y con un diseño del tipo experimental, se tuvo que recopilar información de campo y se tuvo que analizar registros de fallas eléctricas de media tensión comprendidos entre los años 2010 y 2019. Luego de analizada la situación problemática, se planteó la adición de reconectadores (sin función de recierre) como elementos de protección adicionales para las redes de 13.8 kV. A través del software de simulación ETAP se realizaron corridas de flujo de potencia, cálculos de cortocircuito y análisis de coordinación de protecciones, que permitieron validar al reconectador dentro del sistema eléctrico evaluado. También se validó el aspecto económico con su respectivo análisis de riesgos mediante la simulación de Montecarlo a través del software @Risk. Finalmente se llegó a concluir que el rediseño de protecciones de las redes de 13.8 kV efectivamente permiten minimizar las interrupciones eléctricas del Lote X, con las consiguientes ventajas de obtener mayor producción y ventas de crudo.

This investigation has relation with the evaluation of 13.8kV electrical protection system from oil field Block X due to interruptions caused by short circuits, this has meant important oil production and revenue losses. The main objective of this research was to redesign the electrical protection system of network in 13.8 kV in order to minimize interruptions index and deferred oil production. Qualitative and quantitative approach techniques were applied as investigation methodology, also experimental design was used so I had to recover field information and medium voltage electrical failures records that occurred between 2010 and 2019. After problematic situation analysis, the addition of reclosers (without reclosing function) was proposed as additional protection elements for 13.8 kV networks. Through the ETAP simulation software, power flow calculations, short-circuit calculations and protection coordination analysis were executed, this allowed to validate the recloser as a protection element. The economic aspect was also validated with its respective risk analysis through the Monte Carlo simulation through @Risk software. Finally, it was concluded that the redesign of protections of the 13.8 kV networks allows to minimize the electrical interruptions of Block X, with the consequent advantages for obtaining higher production and sales.