水泵房配電柜內連環故障檢修與分析

楊永德，莫芳，張會敏，馬德華

（貴州機電職業技術學院，貴州都勻，558000）

水泵房內有兩臺7KW的三相異步電機，加壓供水讓學生宿舍各樓層都有水用。但是由于學生放寒假，值班電工關斷了配電柜的電閘。一個多月后學校開學，重新啟動水泵，工作不到三天，開始出現一連串故障。先是宿舍樓內水壓低，高一點的樓層根本沒有水用，配電柜內出現交流接觸器斷開與吸合的“咔嗒”聲，配電柜上的觸摸屏也出現白屏現象，不能正常顯示了。配電柜上的運行檔位打到“自動”檔，按正確程序應該是：首先一號泵變頻運行，運行一段時間，如果水壓還是太低，再啟動2號泵，如果水壓達到設定值，水泵降低轉速，并且能兩臺水泵能交替單獨運行。可是現在是一號泵運行不到兩分鐘，就切換到2號泵運行，運行時電流達到20A，可是水壓還是低，還沒有水泵在工頻運行時的水壓高，工頻運行時電流只有18A，但是水壓基本正常，但是由于不會變頻，夜晚不用水時，水管壓力大，浪費電力，晚上運行噪聲也大。而且不管在什么模式下運行，主交流接觸器都會不規律的斷開與吸合。

首先維修觸摸屏不顯示問題，觸摸屏是深圳C0-TRUST合信公司的 Copanel TP07，型號是： T07-CH020。電路板由數碼板和電源接口板構成，數碼板是可拆裝的，很方便用代換法判斷故障，先更換顯示屏，再更換數碼板，發現故障在電源接口板上，檢測電源電壓路線：24V→12V→5V→3.3V→1.8V→1.2V。根據維修經驗，正常實測電壓應該是如圖1所示。

圖1

在檢修中發現5V電壓不正常，可見在入口電壓24V時，5V穩壓IC損壞，更換故障排除，維修之后反思，聯想到開關柜內有不定期的咔嗒聲，損壞的原因可能與之相關，開關柜打在“自動運行模式”，打開柜門，觀察運行狀態。

配電柜內部布局如圖2，配電柜內的變頻器是ABB的ACS510，PLC型號是深圳合信的CPU124XP，自動檔時根據出水口壓力來輪流啟動兩臺電機工作，變頻調節電機轉速，使出水口壓力保持在2.8公斤壓力值。

圖2

運行時發現不管自動模式還是手動模式，都會出現中間繼電器和交流接觸器斷開又馬上吸合現象，電機在運行狀態，對柜內的電壓沖擊很大，這也許是造成觸摸屏損壞的原因，同時這種沖擊對PLC也有很大的損害！

是什么原因造成這種接觸器不定時的斷開與吸合現象呢？根據配電柜的電路圖，分析工作原理，原理清楚了，才有檢修思路，才能想出維修辦法。控制回路圖如圖3所示。

圖3

根據電氣原理圖可知，所有的交流接觸器都要通過01KA這對常閉觸點，而觀察到交流接觸器斷開瞬間，配電柜面板上的“缺水指示燈”亮，說明是缺水故障，根據原理可知，當水泵進水不足時，水泵會停機保護的，但是只是交流接觸器斷開后馬上吸合，吸合電機立即運轉，PLC并沒有啟動保護程序。進水傳感器是一個浮球開關，安裝在進水箱的底部。具體位置如圖4所示。

圖4

浮球開關管內內部是一個干簧管，外部浮球內是一圈磁鐵，如果水位下降，浮球也下降，磁鐵離開內部的干簧管位置，干簧管斷開，提示水位太低，此時不宜抽水，這樣進行缺水保護。根據PLC接線圖可知，PLC缺水保護輸入線路如圖5所示。

圖5

浮球開關接線處是在圖5中的“進水缺水開關信號”“01 02”處，通過此處接到PLC的輸入點號“0.0”處的72號線，用導線短接“01 02”處，交流接觸器再也沒有無故斷開，說明浮球開關內部接觸不良，造成錯誤缺水報警，網上購買同型號浮球開關更換。

到最后還有一個關鍵故障要解決，就是變頻無力及PLC邏輯混亂問題，變頻器工作時噪聲較大，工作電流20A，出水口壓力還不如電機工頻狀態下18A時出水口壓力高，是變頻時有問題？還是PLC 指揮失誤？PLC對變頻器控制電路圖如圖6所示。

圖6

根據圖6可知，PLC對變頻器控制是通過“120和121”通訊線進行的，通調節變頻器控制模式為“面板控制”方式，進行試驗，說明變頻器是正常的，問題出在PLC對變頻器的控制上，又考慮到PLC的邏輯混亂，判斷PLC內部損壞，更換新的PLC，寫入控制程序，按上圖接線，試機工作正常，配電柜完全修復。

換下來的PLC將進一步研究并檢修，事后回顧與反思，根本原因是：電工不應該也不必要對配電柜進行斷電，控制柜能做到水管內壓力穩定，節能安全。水泵房內環境潮濕，斷電后反而容易造成電氣設備損壞。首先是浮球開關內的接觸不良，讓電機頻繁啟動與停止，沖擊造成觸摸屏與PLC損壞，幸運的是價值最高的ABB變頻器ACS510依然完好，同時也說明ABB的品質是過硬的。