一款压控增压泵电气控制回路检修实例

2020-02-22郭华富

通信电源技术 2020年2期

郭华富

（海南省水利灌区管理局大广坝灌区管理分局，海南东方 572600）

0 引言

海南省水利灌区管理局大广坝灌区管理分局调水中心位于海南省东方市八所镇高坡岭水库西侧，由于距离市区较远，当地市政供水管网提供的自来水水量和水压远达不到要求（大部分时间处于断供状态），办公区工作生活用水只能从自备深井抽水至泵房储水罐中，经增压泵加压至三层楼顶储水罐送各楼层用水管网。

笔者最近因增压泵控制回路故障参与该项检修工作。据负责水泵房工作的管理人员反映，投入运行两年以来，除了两个故障指示灯（“泵1故障”“泵2故障”）常亮以外，该控制回路不管是使用“手动”方式还是“自动”方式均运行正常。只是最近出现的问题逐渐多了起来，或是不能很好地启动，或是达到设定压力上限值不能自动停机，刚开始发现问题时更换两个小继电器（中间继电器KA1、KA2）即可恢复正常，可现在一旦更换小继电器就出现烧保险和继电器的现象。

1 增压泵电气控制原理分析

调水中心生活用水增压泵控制方案采用某厂生产的QRK-2P-22控制柜，一次回路配置DZ47-63型空气断路器、CJX2S-1210型交流接触器、RRJ36-20型热继电器，水泵电机为YE2-90S-2型（额定功率1.5 kW、额定电压380 V、额定电流3.75 A），二次回路熔断器选用RT18-32。

本方案采用增压泵控制柜外加外接电接点压力表实现对两台增压泵（一主一备）的“手动/自动”启停控制和运行，两泵互为备用，工作泵故障时备用泵自动投入，实现电机过载和短路保护、故障泵主备自动切换功能；外接电接点压力表，可根据办公区生活供水管网压力的变化自动启动或停止水泵，实现连续可靠供水。

这种解决方案可广泛应用于生活给水或消防增压系统等不同应用场景，选择不同主设备的配置参数，满足多种不同场合的应用要求。图1为增压泵电气控制原理图。

1.1 手动操作回路

主回路空气断路器QF投入、二次回路FU投入，操作电源经过手动/自动转换开关“手动”位置、1#泵（2#泵）转换开关及热继电器FR1（FR2）常闭触点加至交流接触器KM1（KM2）线圈两端，交流接触器KM1（KM2）动作，其主触点闭合，增压泵电机M1（M2）运转，泵1（泵2）工作。

1.2 自动操作回路

主回路空气断路器QF投入、二次回路FU投入、手动/自动转换开关置于“自动”位置，电接点压力表检测到压力小于设定下限值时，电接点压力表接点P1、P2接通，操作电源通过接点P1、P2和中间继电器KA2的常闭触点加至中间继电器KA1线圈两端，中间继电器KA1动作，其一对并联在P1、P2两端的常开触点闭合，保持KA1继续工作，KA1的另一对常开触点闭合，将操作电源经过手动/自动转换开关“自动”位置触点、1#泵/2#泵转换开关及热继电器FR1（FR2）常闭触点加至交流接触器KM1（KM2）线圈两端，交流接触器KM1（KM2）动作，其主触点闭合，增压泵电机M1（M2）运转。增压泵运行后，压力逐步增大，当压力增大至设定上限值时，电接点压力表P0、P2接通，操作电源加至中间继电器KA2线圈两端，KA2动作，串联在KA1线圈回路中的常闭触点KA2断开，继电器KA1失电复位，KA1常开触点断开，交流接触器KM1（KM2）失电复位，水泵停止运行。之后压力减小至设定下限值时，水泵再次启动，以此循环反复。

图1 增压泵电气控制原理图

1.3 信号和故障指示回路

交流接触器KM1（KM2）动作时，并联在KM1（KM2）线圈两端的“泵1工作”（“泵2工作”）指示灯亮。

串联在主回路中的热继电器FR1（FR2），其常闭触点串联在交流接触器KM1（KM2）线圈回路中，实现对水泵电机的过载保护。当电机过载致FR1（FR2）动作，FR1（FR2）常闭触点断开，交流接触器KM1（KM2）复位，故障电机M1（M2）停止运行，同时，FR1（FR2）常开触点闭合，将操作电源接入到备用泵电机M2（M1）的控制回路中，交流接触器KM2（M1）动作，M2（M1）运行，保持供水的连续可靠。

在图1中，“泵1故障”指示灯串联KM2辅助常闭触点，当泵1正常运行时，由于是在失电情况下，KM2的常闭触点是闭合的，此时泵1故障”指示灯亮；当FR1动作时，KM1失电复位，KM2得电，其辅助常闭触点断开，“泵1故障”失电熄灭。这样“泵1故障”指示灯和“泵1运行”指示灯在泵1正常运行时均点亮，而在泵1故障情况下熄灭，不能有效指示泵1故障；这是原设计者设计欠妥的地方。

实际运用中，可以根据交流接触器KM1配置的辅助触点情况做如下改动。

方法一：当交流接触器KM1辅助触点只配置有常闭触点时（如交流接触器CJX2-1201，可采用其常闭触点21NC、22NC），将“泵1故障”回路串联的KM2辅助常闭触点改为KM1辅助常闭触点，当FR1动作，KM1失电复位，辅助常闭触点接通“泵1故障”指示灯。

方法二：当交流接触器KM1辅助触点只配置有常开触点时（如交流接触器CJX2-1210，可采用其常开触点13NO、14NO），将“泵1故障”回路串联的KM2辅助常闭触点改为KM2辅助常开触点，当FR1动作，KM2得电动作，辅助常开触点接通“泵1故障”指示灯。

当然，交流接触器KM1辅助触点同时配置常闭触点时，如交流接触器CJX2-4011，既可采用其常闭触点21NC、22NC，也可采用常闭触点13NO、14NO，具体采用哪对触点，可根据现场改线工作量灵活采用。

这样，泵1正常运行时，“泵1工作”灯亮，FR1动作时“泵1故障”灯亮，这样就达到信号指示明确的目的。

同理，“泵2故障”指示回路出现同样的情况，亦应根据现场情况作相应改动。

2 检修情况

根据原理分析，该控制回路除了故障指示回路设计欠妥以外，原理上还是可靠的，出现的问题应该是使用器件的性能问题，这一点在随后的检修过程中得到证实。

在该二次回路中，中间继电器KA1、KA2是自动控制的关键，相对于回路中的其他器件，说是易损件也不为过，其性能的稳定可靠直接影响到整个控制系统的稳定性和可靠性。

通过对现场更换下来的中间继电器KA1和KA2的损坏情况检查发现，有3个品牌的中间继电器，其中有几个线圈电压为220 V的中间继电器，线圈外观出现过热变形痕迹，线圈开路；其中有一款继电器的线圈使用电压仅为12 V！这种继电器本体直接被炸裂，仅存的几个备品继电器的线圈使用电压均为12 V。12 V的继电器线圈接入220 V交流回路，相当于短路状态，这就是屡烧保险和继电器的根本原因。

此外，还发现电接点压力表接点烧损。电接点压力表接点烧损的原因也是使用了12V 线圈电压的继电器，电接点压力表的接点容量仅为10 VA，在这样的接近于短路电流下，烧损电接点是必然的。

在改动“泵1故障”（“泵2故障”）指示回路的接线时发现，现场的接线与原理图也不一致，原控制柜配置的交流接触器KM1（KM2）为CJX2S-1210，“泵1故障”（“泵2故障”）指示灯与KM1（KM2）辅助常开触点串联，正常运行时，KM1（KM2）得电动作，辅助常开触点闭合，“泵1故障”（“泵2故障”）灯亮；当电机过载时，FR1（FR2）动作，KM1（KM2）失电复位，“泵1故障”（“泵2故障”）灯灭。

根据现场交流接触器的辅助触点配置情况，故障指示回路的接线是将现场实际KM1（KM2）辅助常开触点改为KM2（KM1）辅助常开触点。

更换KA1、KA2和电接点压力表，再次检查回路接线无误后，投入运行正常，至此，检修完成。