水泵房配电柜内连环故障检修与分析

杨永德，莫芳，张会敏，马德华

（贵州机电职业技术学院，贵州都匀，558000）

水泵房内有两台7KW的三相异步电机，加压供水让学生宿舍各楼层都有水用。但是由于学生放寒假，值班电工关断了配电柜的电闸。一个多月后学校开学，重新启动水泵，工作不到三天，开始出现一连串故障。先是宿舍楼内水压低，高一点的楼层根本没有水用，配电柜内出现交流接触器断开与吸合的“咔嗒”声，配电柜上的触摸屏也出现白屏现象，不能正常显示了。配电柜上的运行档位打到“自动”档，按正确程序应该是：首先一号泵变频运行，运行一段时间，如果水压还是太低，再启动2号泵，如果水压达到设定值，水泵降低转速，并且能两台水泵能交替单独运行。可是现在是一号泵运行不到两分钟，就切换到2号泵运行，运行时电流达到20A，可是水压还是低，还没有水泵在工频运行时的水压高，工频运行时电流只有18A，但是水压基本正常，但是由于不会变频，夜晚不用水时，水管压力大，浪费电力，晚上运行噪声也大。而且不管在什么模式下运行，主交流接触器都会不规律的断开与吸合。

首先维修触摸屏不显示问题，触摸屏是深圳C0-TRUST合信公司的 Copanel TP07，型号是： T07-CH020。电路板由数码板和电源接口板构成，数码板是可拆装的，很方便用代换法判断故障，先更换显示屏，再更换数码板，发现故障在电源接口板上，检测电源电压路线：24V→12V→5V→3.3V→1.8V→1.2V。根据维修经验，正常实测电压应该是如图1所示。

图1

在检修中发现5V电压不正常，可见在入口电压24V时，5V稳压IC损坏，更换故障排除，维修之后反思，联想到开关柜内有不定期的咔嗒声，损坏的原因可能与之相关，开关柜打在“自动运行模式”，打开柜门，观察运行状态。

配电柜内部布局如图2，配电柜内的变频器是ABB的ACS510，PLC型号是深圳合信的CPU124XP，自动档时根据出水口压力来轮流启动两台电机工作，变频调节电机转速，使出水口压力保持在2.8公斤压力值。

图2

运行时发现不管自动模式还是手动模式，都会出现中间继电器和交流接触器断开又马上吸合现象，电机在运行状态，对柜内的电压冲击很大，这也许是造成触摸屏损坏的原因，同时这种冲击对PLC也有很大的损害！

是什么原因造成这种接触器不定时的断开与吸合现象呢？根据配电柜的电路图，分析工作原理，原理清楚了，才有检修思路，才能想出维修办法。控制回路图如图3所示。

图3

根据电气原理图可知，所有的交流接触器都要通过01KA这对常闭触点，而观察到交流接触器断开瞬间，配电柜面板上的“缺水指示灯”亮，说明是缺水故障，根据原理可知，当水泵进水不足时，水泵会停机保护的，但是只是交流接触器断开后马上吸合，吸合电机立即运转，PLC并没有启动保护程序。进水传感器是一个浮球开关，安装在进水箱的底部。具体位置如图4所示。

图4

浮球开关管内内部是一个干簧管，外部浮球内是一圈磁铁，如果水位下降，浮球也下降，磁铁离开内部的干簧管位置，干簧管断开，提示水位太低，此时不宜抽水，这样进行缺水保护。根据PLC接线图可知，PLC缺水保护输入线路如图5所示。

图5

浮球开关接线处是在图5中的“进水缺水开关信号”“01 02”处，通过此处接到PLC的输入点号“0.0”处的72号线，用导线短接“01 02”处，交流接触器再也没有无故断开，说明浮球开关内部接触不良，造成错误缺水报警，网上购买同型号浮球开关更换。

到最后还有一个关键故障要解决，就是变频无力及PLC逻辑混乱问题，变频器工作时噪声较大，工作电流20A，出水口压力还不如电机工频状态下18A时出水口压力高，是变频时有问题？还是PLC 指挥失误？PLC对变频器控制电路图如图6所示。

图6

根据图6可知，PLC对变频器控制是通过“120和121”通讯线进行的，通调节变频器控制模式为“面板控制”方式，进行试验，说明变频器是正常的，问题出在PLC对变频器的控制上，又考虑到PLC的逻辑混乱，判断PLC内部损坏，更换新的PLC，写入控制程序，按上图接线，试机工作正常，配电柜完全修复。

换下来的PLC将进一步研究并检修，事后回顾与反思，根本原因是：电工不应该也不必要对配电柜进行断电，控制柜能做到水管内压力稳定，节能安全。水泵房内环境潮湿，断电后反而容易造成电气设备损坏。首先是浮球开关内的接触不良，让电机频繁启动与停止，冲击造成触摸屏与PLC损坏，幸运的是价值最高的ABB变频器ACS510依然完好，同时也说明ABB的品质是过硬的。