Diseño de un transformador multitap para uso en pozos petroleros

Abstract

El presente trabajo describe el diseño de la construcción de un transformador para un Sistema de Bombeo Electrosumergible (BES) para pozos petroleros. El transformador requerido para dicho escenario es Multitap trifásico de 520 kVA con un rango de transformación de 0,48 / 2,3 - 4,6 kV para una salida preliminar de 14 niveles de tensión, para los grupos de conexiones Yd11 - Dd0, y un rango de frecuencias de 35 a 90 Hz. Es necesario recalcar que con el cambio del grupo de conexión se logra aumentar la cantidad de niveles de tensión de salida al doble, convirtiéndose el transformador Multitap en un transformador de 28 salidas que van desde 1,328 a 4,6 kV Estos tipos de transformadores son necesarios por cuanto los transformadores convencionales no son de utilidad para el escenario establecido (BES para pozos petroleros); ellos deben ser diseñados para ser capaces de elevar el nivel de tensión de salida del variador de velocidad (el cual proporciona la potencia suficiente al equipo de fondo para que éste funcione en buenas condiciones) soportando variaciones de frecuencia, distorsión de armónicos y componentes de corriente directa. El transformador es fabricado sin considerar factores "K" (no contempla efecto de los armónicos) debido a que los clientes comúnmente le colocan filtros a la salida del variador, esto para mitigar el efecto de los armónicos. Asimismo, se proporciona el análisis de la capitalización de pérdidas, tomando en cuenta su costo inicial y los costos generados por las pérdidas a lo largo de su tiempo de vida útil.