一款壓控增壓泵電氣控制回路檢修實例

郭華富

（海南省水利灌區(qū)管理局大廣壩灌區(qū)管理分局，海南 東方 572600）

0 引 言

海南省水利灌區(qū)管理局大廣壩灌區(qū)管理分局調(diào)水中心位于海南省東方市八所鎮(zhèn)高坡嶺水庫西側(cè)，由于距離市區(qū)較遠，當(dāng)?shù)厥姓┧芫W(wǎng)提供的自來水水量和水壓遠達不到要求（大部分時間處于斷供狀態(tài)），辦公區(qū)工作生活用水只能從自備深井抽水至泵房儲水罐中，經(jīng)增壓泵加壓至三層樓頂儲水罐送各樓層用水管網(wǎng)。

筆者最近因增壓泵控制回路故障參與該項檢修工作。據(jù)負(fù)責(zé)水泵房工作的管理人員反映，投入運行兩年以來，除了兩個故障指示燈（“泵1故障”“泵2故障”）常亮以外，該控制回路不管是使用“手動”方式還是“自動”方式均運行正常。只是最近出現(xiàn)的問題逐漸多了起來，或是不能很好地啟動，或是達到設(shè)定壓力上限值不能自動停機，剛開始發(fā)現(xiàn)問題時更換兩個小繼電器（中間繼電器KA1、KA2）即可恢復(fù)正常，可現(xiàn)在一旦更換小繼電器就出現(xiàn)燒保險和繼電器的現(xiàn)象。

1 增壓泵電氣控制原理分析

調(diào)水中心生活用水增壓泵控制方案采用某廠生產(chǎn)的QRK-2P-22控制柜，一次回路配置DZ47-63型空氣斷路器、CJX2S-1210型交流接觸器、RRJ36-20型熱繼電器，水泵電機為YE2-90S-2型（額定功率1.5 kW、額定電壓380 V、額定電流3.75 A），二次回路熔斷器選用RT18-32。

本方案采用增壓泵控制柜外加外接電接點壓力表實現(xiàn)對兩臺增壓泵（一主一備）的“手動/自動”啟停控制和運行，兩泵互為備用，工作泵故障時備用泵自動投入，實現(xiàn)電機過載和短路保護、故障泵主備自動切換功能；外接電接點壓力表，可根據(jù)辦公區(qū)生活供水管網(wǎng)壓力的變化自動啟動或停止水泵，實現(xiàn)連續(xù)可靠供水。

這種解決方案可廣泛應(yīng)用于生活給水或消防增壓系統(tǒng)等不同應(yīng)用場景，選擇不同主設(shè)備的配置參數(shù)，滿足多種不同場合的應(yīng)用要求。圖1為增壓泵電氣控制原理圖。

1.1 手動操作回路

主回路空氣斷路器QF投入、二次回路FU投入，操作電源經(jīng)過手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)“手動”位置、1#泵（2#泵）轉(zhuǎn)換開關(guān)及熱繼電器FR1（FR2）常閉觸點加至交流接觸器KM1（KM2）線圈兩端，交流接觸器KM1（KM2）動作，其主觸點閉合，增壓泵電機M1（M2）運轉(zhuǎn)，泵1（泵2）工作。

1.2 自動操作回路

主回路空氣斷路器QF投入、二次回路FU投入、手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“自動”位置，電接點壓力表檢測到壓力小于設(shè)定下限值時，電接點壓力表接點P1、P2接通，操作電源通過接點P1、P2和中間繼電器KA2的常閉觸點加至中間繼電器KA1線圈兩端，中間繼電器KA1動作，其一對并聯(lián)在P1、P2兩端的常開觸點閉合，保持KA1繼續(xù)工作，KA1的另一對常開觸點閉合，將操作電源經(jīng)過手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)“自動”位置觸點、1#泵/2#泵轉(zhuǎn)換開關(guān)及熱繼電器FR1（FR2）常閉觸點加至交流接觸器KM1（KM2）線圈兩端，交流接觸器KM1（KM2）動作，其主觸點閉合，增壓泵電機M1（M2）運轉(zhuǎn)。增壓泵運行后，壓力逐步增大，當(dāng)壓力增大至設(shè)定上限值時，電接點壓力表P0、P2接通，操作電源加至中間繼電器KA2線圈兩端，KA2動作，串聯(lián)在KA1線圈回路中的常閉觸點KA2斷開，繼電器KA1失電復(fù)位，KA1常開觸點斷開，交流接觸器KM1（KM2）失電復(fù)位，水泵停止運行。之后壓力減小至設(shè)定下限值時，水泵再次啟動，以此循環(huán)反復(fù)。

圖1 增壓泵電氣控制原理圖

1.3 信號和故障指示回路

交流接觸器KM1（KM2）動作時，并聯(lián)在KM1（KM2）線圈兩端的“泵1工作”（“泵2工作”）指示燈亮。

串聯(lián)在主回路中的熱繼電器FR1（FR2），其常閉觸點串聯(lián)在交流接觸器KM1（KM2）線圈回路中，實現(xiàn)對水泵電機的過載保護。當(dāng)電機過載致FR1（FR2）動作，F(xiàn)R1（FR2）常閉觸點斷開，交流接觸器KM1（KM2）復(fù)位，故障電機M1（M2）停止運行，同時，F(xiàn)R1（FR2）常開觸點閉合，將操作電源接入到備用泵電機M2（M1）的控制回路中，交流接觸器KM2（M1）動作，M2（M1）運行，保持供水的連續(xù)可靠。

在圖1中，“泵1故障”指示燈串聯(lián)KM2輔助常閉觸點，當(dāng)泵1正常運行時，由于是在失電情況下，KM2的常閉觸點是閉合的，此時泵1故障”指示燈亮；當(dāng)FR1動作時，KM1失電復(fù)位，KM2得電，其輔助常閉觸點斷開，“泵1故障”失電熄滅。這樣“泵1故障”指示燈和“泵1運行”指示燈在泵1正常運行時均點亮，而在泵1故障情況下熄滅，不能有效指示泵1故障；這是原設(shè)計者設(shè)計欠妥的地方。

實際運用中，可以根據(jù)交流接觸器KM1配置的輔助觸點情況做如下改動。

方法一：當(dāng)交流接觸器KM1輔助觸點只配置有常閉觸點時（如交流接觸器CJX2-1201，可采用其常閉觸點21NC、22NC），將“泵1故障”回路串聯(lián)的KM2輔助常閉觸點改為KM1輔助常閉觸點，當(dāng)FR1動作，KM1失電復(fù)位，輔助常閉觸點接通“泵1故障”指示燈。

方法二：當(dāng)交流接觸器KM1輔助觸點只配置有常開觸點時（如交流接觸器CJX2-1210，可采用其常開觸點13NO、14NO），將“泵1故障”回路串聯(lián)的KM2輔助常閉觸點改為KM2輔助常開觸點，當(dāng)FR1動作，KM2得電動作，輔助常開觸點接通“泵1故障”指示燈。

當(dāng)然，交流接觸器KM1輔助觸點同時配置常閉觸點時，如交流接觸器CJX2-4011，既可采用其常閉觸點21NC、22NC，也可采用常閉觸點13NO、14NO，具體采用哪對觸點，可根據(jù)現(xiàn)場改線工作量靈活采用。

這樣，泵1正常運行時，“泵1工作”燈亮，F(xiàn)R1動作時“泵1故障”燈亮，這樣就達到信號指示明確的目的。

同理，“泵2故障”指示回路出現(xiàn)同樣的情況，亦應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況作相應(yīng)改動。

2 檢修情況

根據(jù)原理分析，該控制回路除了故障指示回路設(shè)計欠妥以外，原理上還是可靠的，出現(xiàn)的問題應(yīng)該是使用器件的性能問題，這一點在隨后的檢修過程中得到證實。

在該二次回路中，中間繼電器KA1、KA2是自動控制的關(guān)鍵，相對于回路中的其他器件，說是易損件也不為過，其性能的穩(wěn)定可靠直接影響到整個控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

通過對現(xiàn)場更換下來的中間繼電器KA1和KA2的損壞情況檢查發(fā)現(xiàn)，有3個品牌的中間繼電器，其中有幾個線圈電壓為220 V的中間繼電器，線圈外觀出現(xiàn)過熱變形痕跡，線圈開路；其中有一款繼電器的線圈使用電壓僅為12 V！這種繼電器本體直接被炸裂，僅存的幾個備品繼電器的線圈使用電壓均為12 V。12 V的繼電器線圈接入220 V交流回路，相當(dāng)于短路狀態(tài)，這就是屢燒保險和繼電器的根本原因。

此外，還發(fā)現(xiàn)電接點壓力表接點燒損。電接點壓力表接點燒損的原因也是使用了12V 線圈電壓的繼電器，電接點壓力表的接點容量僅為10 VA，在這樣的接近于短路電流下，燒損電接點是必然的。

在改動“泵1故障”（“泵2故障”）指示回路的接線時發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場的接線與原理圖也不一致，原控制柜配置的交流接觸器KM1（KM2）為CJX2S-1210，“泵1故障”（“泵2故障”）指示燈與KM1（KM2）輔助常開觸點串聯(lián)，正常運行時，KM1（KM2）得電動作，輔助常開觸點閉合，“泵1故障”（“泵2故障”）燈亮；當(dāng)電機過載時，F(xiàn)R1（FR2）動作，KM1（KM2）失電復(fù)位，“泵1故障”（“泵2故障”）燈滅。

根據(jù)現(xiàn)場交流接觸器的輔助觸點配置情況，故障指示回路的接線是將現(xiàn)場實際KM1（KM2）輔助常開觸點改為KM2（KM1）輔助常開觸點。

更換KA1、KA2和電接點壓力表，再次檢查回路接線無誤后，投入運行正常，至此，檢修完成。

3 結(jié) 論

根據(jù)這次檢修情況總結(jié)：在管理方面，首先是工程驗收過程中驗收工作是不到位的，其次是運行管理人員的電工理論水平、實際工作能力和工作責(zé)任心有待提高；在器件選用上，性能差、穩(wěn)定性差的產(chǎn)品為設(shè)備安全和穩(wěn)定運行留下隱患，所以還是盡可能選用性能好、穩(wěn)定可靠的品牌器件。

該增壓泵控制方案，以低成本、較高可靠性、二次接線簡單、維護簡單方便的優(yōu)勢，在有增壓需求的單位、小區(qū)、小型農(nóng)場得到較多的應(yīng)用。當(dāng)然，需要控制精度更高的可以選用變頻器、PLC產(chǎn)品。