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1工況分析

肇水發展的一級泵房共裝設4臺機組。每臺機組由一臺異步電動機通過聯軸器帶動一臺離心式清水泵運轉；在離心式清水泵出口裝設一個YQ20006系列活塞式多功能水泵控制閥（以下簡稱水泵控制閥），此閥的開啟與關閉由異步電動機聯鎖控制，以抽取西江河源水[1]；河源水送到孔室反應池、斜管沉淀池、虹吸無閥濾池進行水質處理，匯流進清水貯水池；由二級泵房對清水加壓，進入輸水干管，向肇慶市城區供水。水泵控制閥結構圖如圖1所示，其具有離心泵起動軸功率小、安裝簡單等特點。水泵控制閥電氣控制圖如圖2所示，其工作原理是：以水泵控制閥的進、出口介質（清水）的工作壓力為驅動源，驅動敏感元件活塞作上下運動；活塞通過閥桿帶動啟閉件，實現水泵控制閥的開啟或關閉；水泵控制閥的開啟或關閉則是由電磁換向閥進行控制的。若壓力清水經電磁換向閥流入缸體內活塞下側，活塞上側經電磁換向閥與大氣相通，此時活塞受到壓力清水的向上作用，水泵控制閥緩慢開啟至全開；反之亦然。電磁換向閥的動作相反、失效、燒毀、漏水等都會引起運行中的水泵控制閥的關閉。如果機組處于運行狀態時水泵控制閥突然關閉，則會引起離心式清水泵的軸輸出功率增大、電動機的輸出功率增大。電動機過載發熱，將引起機組振動，使安裝螺絲松動，嚴重時會損壞設備，增加維修的次數與難度。

2報警電路設計與選型

2.1電路設計。結合肇水發展一級泵房工況，設計了一個水泵控制閥故障報警電路（圖3）。由于泵房機組遠離值班室，故采用指示燈與電鈴、蜂鳴器共同組成的聲光報警器。指示燈與電鈴、蜂鳴器安裝在值班室，使值班人員能迅速、清楚地發現故障。共用報警電路（圖3a）是4臺機組共用的，采用獨立的供電電源，防止單臺機組報警控制電路失效時另外3臺機組不會報警的尷尬。在報警控制部分（圖3c），G1、G2點分別為相線和中性線，接水泵控制閥控制回路（圖3b）的交流母線。KM為交流接觸器，是原水泵控制閥控制回路的器件；QS為共用報警電路的電源開關；1SQ與2SQ為水泵控制閥的限位行程開關，前者為低位，后者為高位，起限位作用，分別對應于水泵控制閥的全閉與全開；1SB為復位按鈕，用于報警后的人手復位解除；2SB為水泵控制閥開啟按鈕；3SB為水泵控制閥停止按鈕；KT為時間繼電器，設定的動作時間為8s；1KA、2KA、3KA、4KA、5KA均為中間繼電器[2]。2.2元器件選型。作為報警電路，器件動作要求及時準確。本著經濟實用的原則，采用如表1所示的型號[3]。

3報警電路工作原理

3.1機組啟動前，水泵控制閥全閉時合上機組開關，來自交流母線的220V電源通過開關及熔斷器由G1經KT線圈至G2形成閉合回路，即KT線圈得電；G1經KT延時斷開的常閉觸頭與3KA線圈至G2構成另一閉合回路；3KA線圈得電，3KA的常開觸頭閉合，使共用報警電路發出聲光報警；KT常閉觸頭延時8s斷開，報警自動解除，表明報警電路已投入運行。由于水泵控制閥的連桿壓碰低位限位行程開關1SQ并使之閉合，1KA線圈得電，1KA常閉觸頭斷開，保證了2KA的線圈不會得電、2KA常開觸頭不會閉合、中間繼電器3KA不會得電動作。由于水泵控制閥未開，中間繼電器4KA不會得電動作。3.2機組啟動后，水泵控制閥全開前機組啟動后，KM線圈得電，KM常閉觸頭斷開，保證了4KA線圈不會得電。在這一階段，高位限位行程開關2SQ一直斷開，2KA線圈不會得電，2KA常開觸頭保持斷開。雖然KM常開觸頭閉合，但3KA常開觸頭分斷，3KA線圈不會得電，共用報警電路的3KA常開觸頭保持斷開，電路不報警。3.3水泵控制閥全開后，機組正常運行中在此階段，KM線圈一直保持得電，4KA線圈不會得電。水泵控制閥全開后，其連桿頂碰高位限位行程開關2SQ并使之閉合，2KA線圈得電，2KA常開觸頭閉合和KM常開觸頭閉合。3KA線圈得電，3KA常開觸頭閉合自鎖，共用報警電路的3KA常開觸頭閉合。此時，共用報警電路2KA常閉觸頭斷開，電路不報警。3.4需要分斷電機，關閉水泵控制閥至全閉過程分斷電機，按3SB關閉水泵控制閥時，4KA線圈失電，且KM線圈失電，KM常開觸頭復位使3KA線圈失電，電路不報警。3.5機組運行中，水泵控制閥關閉下跌時機組運行時，若電磁換向閥漏水等原因使水泵控制閥關閉下跌，水泵控制閥連桿剛一下跌，2SQ復位（斷開），2KA線圈失電，使串聯在共用報警電路中的2KA常閉觸頭恢復閉合；3KA常開觸頭的自鎖，使3KA線圈始終得電，串聯在共用報警電路中的常開觸頭始終閉合，電路出現聲光報警。報警出現后，須用1SB按鈕人手復位解除。同時，KM線圈始終得電，使4KA線圈不會得電。3.6交流接觸器KM故障時機組運行時，若交流接觸器KM故障，如線圈燒毀等造成電磁換向閥失電復位而引起水泵控制閥關閉連桿下跌時，2SQ復位（斷開），2KA線圈失電，使串聯在共用報警電路中的2KA常閉觸頭恢復閉合；KM常開觸頭恢復斷開，使3KA線圈失電；由于5KA線圈始終得電，使5KA常開觸頭閉合，而KM常閉觸頭恢復閉合，使4KA線圈得電，4KA常開觸頭閉合，出現蜂鳴器報警[4]。3.7機組運行中，電網瞬間失壓時當電網瞬間失壓時，KT線圈失電，KT常閉觸頭瞬時閉合，使3KA線圈得電；同時KM線圈失電，使4KA線圈失電，也使電磁換向閥失電復位，致使水泵控制閥關閉連桿下跌，2SQ斷開，2KA線圈失電。2KA常閉觸頭恢復閉合和3KA常開觸頭閉合，使共用報警電路發出聲光報警，8s后自動解除。

4報警后的應對措施

本電路具有多種報警信號，使值班人員能根據不同的信號作出相應的原因分析并進行處理。（1）對于工作需要而正常調度的機組開啟或關閉，電路不會報警；（2）對于電機未起動、水泵控制閥未開啟前出現短時（8s）的聲光報警，只是表明報警電路已投入運行，值班員可不必理會；（3）對于運行中的機組，電路可能發出三種不同的報警信號——短時（8s）的聲光報警、長時間的聲光報警和蜂鳴器報警[5]：①短時（8s）的聲光報警表明電網曾經瞬間失壓，值班人員應加強對設備的巡檢；②長時間的聲光報警表明水泵控制閥已出現關閉連桿下跌現象，值班人員要用1SB按鈕人手復位解除聲光報警，并要注意電磁換向閥的檢修；③蜂鳴器報警表明水泵控制閥電路出現故障，使電磁換向閥失電，引起了水泵控制閥關閉連桿下跌現象。此時，值班人員應迅速到達現場，采用手動裝置使水泵控制閥重新開啟至全開，或轉換至另一機組進行取水，并注意水泵控制閥、電磁換向閥等的機械或電氣檢修。

5結束語

本文根據YQ20006系列活塞式多功能水泵控制閥的運行工況，設計了水泵控制閥故障報警電路，簡單而實用，能針對不同的故障發出不同的信號，為操作和維修人員帶來方便。改造后的水泵控制閥控制電路經過3年的試運行，取得了預期的效果，收到了肇慶市肇水水務發展有限公司值班人員的較高評價。

參考文獻

[1]陳偉.工廠常用電氣設備手冊[M].北京:水利電力出版社,2011:32-33.

[2]李敬梅.電力拖動基本控制線路[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2006:252-256.

[3]西北電力設計院.電力工程電氣設計手冊[M].北京:中國電力出版社,2013:6-9.

[4]陸建國.通用橋門式雙梁起重機常見故障及解決辦法[J].設備管理與維修,2017(6):69-70.

[5]張曉波,朱軍紅,岳振亞,等.冗余技術引起變電站自動化系統誤告警的分析和處理[J].電工技術,2013(6):60

作者:劉柏均 單位:肇慶市技師學院