一款壓控增壓泵電氣控制回路檢修實例

郭華富

（海南省水利灌區管理局大廣壩灌區管理分局，海南 東方 572600）

0 引 言

海南省水利灌區管理局大廣壩灌區管理分局調水中心位于海南省東方市八所鎮高坡嶺水庫西側，由于距離市區較遠，當地市政供水管網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），辦公區工作生活用水只能從自備深井抽水至泵房儲水罐中，經增壓泵加壓至三層樓頂儲水罐送各樓層用水管網。

筆者最近因增壓泵控制回路故障參與該項檢修工作。據負責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。只是最近出現的問題逐漸多了起來，或是不能很好地啟動，或是達到設定壓力上限值不能自動停機，剛開始發現問題時更換兩個小繼電器（中間繼電器KA1、KA2）即可恢復正常，可現在一旦更換小繼電器就出現燒保險和繼電器的現象。

1 增壓泵電氣控制原理分析

調水中心生活用水增壓泵控制方案采用某廠生產的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，可根據辦公區生活供水管網壓力的變化自動啟動或停止水泵，實現連續可靠供水。

這種解決方案可廣泛應用于生活給水或消防增壓系統等不同應用場景，選擇不同主設備的配置參數，滿足多種不同場合的應用要求。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，操作電源經過手動/自動轉換開關“手動”位置、1#泵（2#泵）轉換開關及熱繼電器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，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/自動轉換開關置于“自動”位置，電接點壓力表檢測到壓力小于設定下限值時，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，其一對并聯在P1、P2兩端的常開觸點閉合，保持KA1繼續工作，KA1的另一對常開觸點閉合，將操作電源經過手動/自動轉換開關“自動”位置觸點、1#泵/2#泵轉換開關及熱繼電器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。增壓泵運行后，壓力逐步增大，當壓力增大至設定上限值時，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，串聯在KA1線圈回路中的常閉觸點KA2斷開，繼電器KA1失電復位，KA1常開觸點斷開，交流接觸器KM1（KM2）失電復位，水泵停止運行。之后壓力減小至設定下限值時，水泵再次啟動，以此循環反復。

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，并聯在KM1（KM2）線圈兩端的“泵1工作”（“泵2工作”）指示燈亮。

串聯在主回路中的熱繼電器FR1（FR2），其常閉觸點串聯在交流接觸器KM1（KM2）線圈回路中，實現對水泵電機的過載保護。當電機過載致FR1（FR2）動作，FR1（FR2）常閉觸點斷開，交流接觸器KM1（KM2）復位，故障電機M1（M2）停止運行，同時，FR1（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，保持供水的連續可靠。

在圖1中，“泵1故障”指示燈串聯KM2輔助常閉觸點，當泵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FR1動作時，KM1失電復位，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；這是原設計者設計欠妥的地方。

實際運用中，可以根據交流接觸器KM1配置的輔助觸點情況做如下改動。

方法一：當交流接觸器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”回路串聯的KM2輔助常閉觸點改為KM1輔助常閉觸點，當FR1動作，KM1失電復位，輔助常閉觸點接通“泵1故障”指示燈。

方法二：當交流接觸器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”回路串聯的KM2輔助常閉觸點改為KM2輔助常開觸點，當FR1動作，KM2得電動作，輔助常開觸點接通“泵1故障”指示燈。

當然，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，可根據現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，FR1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”指示回路出現同樣的情況，亦應根據現場情況作相應改動。

2 檢修情況

根據原理分析，該控制回路除了故障指示回路設計欠妥以外，原理上還是可靠的，出現的問題應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，其性能的穩定可靠直接影響到整個控制系統的穩定性和可靠性。

通過對現場更換下來的中間繼電器KA1和KA2的損壞情況檢查發現，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，相當于短路狀態，這就是屢燒保險和繼電器的根本原因。

此外，還發現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現，現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，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；當電機過載時，FR1（FR2）動作，KM1（KM2）失電復位，“泵1故障”（“泵2故障”）燈滅。

根據現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 論

根據這次檢修情況總結：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任心有待提高；在器件選用上，性能差、穩定性差的產品為設備安全和穩定運行留下隱患，所以還是盡可能選用性能好、穩定可靠的品牌器件。

該增壓泵控制方案，以低成本、較高可靠性、二次接線簡單、維護簡單方便的優勢，在有增壓需求的單位、小區、小型農場得到較多的應用。當然，需要控制精度更高的可以選用變頻器、PLC產品。