高陽　王大偉

【摘 要】本文分析了山東女子學(xué)院新校區(qū)供水系統(tǒng)出現(xiàn)的常見電氣故障，介紹了相應(yīng)的故障處理方法，在此基礎(chǔ)上，總結(jié)了供水系統(tǒng)電氣故障出現(xiàn)的規(guī)律，提出了預(yù)防和應(yīng)對的若干方法，對保障校園供水系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有較好的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】高校；供水系統(tǒng)；電氣故障；變頻器；故障預(yù)防

高校的能源動力保障是高校后勤工作的重要環(huán)節(jié)之一，是高校安全穩(wěn)定運行的重要保證，而供水系統(tǒng)則是其中的關(guān)鍵組成。以山東女子學(xué)院為例，目前學(xué)校供水主要包括自來水和中水，其中自來水為市政供水，中水由學(xué)校中水站處理污水獲得。不論是自來水還是中水，都需要大量的電氣設(shè)備，如變頻器、電機等，這些設(shè)備的正常運行直接關(guān)系到供水系統(tǒng)的正常運行。高校作為一個特殊的社會區(qū)域，在供水特點上與普通的城市供水有很大的差別[1]?？偨Y(jié)分析高校供水系統(tǒng)的常見電氣故障，具有重要的意義。

本文以山東女子學(xué)院位于長清區(qū)大學(xué)城的新校區(qū)為例，分析了該校區(qū)近年來供水系統(tǒng)出現(xiàn)的電氣故障及處理方法，提出了預(yù)防和應(yīng)對的若干方法，對保障校園供水系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有較好的指導(dǎo)意義。

1 供水系統(tǒng)的電氣基本組成

目前絕大多數(shù)供水系統(tǒng)由三相異步電機提供動力，主要電氣設(shè)備組成包括：斷路器、交流接觸器、熱保護繼電器及部分監(jiān)測設(shè)備如遠(yuǎn)傳壓力表、液位顯示器等。隨著計算機和電力電子技術(shù)的發(fā)展，具有控制功能的智能儀器如變頻器、軟啟動器、觸摸屏、PLC等也在供水系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是變頻技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了系統(tǒng)的供水質(zhì)量，更達(dá)到了很好的節(jié)能效果[1]。典型的變頻器控制供水系統(tǒng)的電路如圖1所示：

2 供水系統(tǒng)的電氣故障分析

2.1 斷路器跳閘不能合閘

故障描述：中水站3kw一步提升泵運行時突然斷路器跳閘，且重復(fù)合閘后又立即跳閘。

故障分析及處理：斷路器跳閘一般有兩種原因：一是，斷路器本身達(dá)到使用壽命不能繼續(xù)使用，二是，水泵線圈燒壞，發(fā)生短路或接地。針對以上故障，首先斷開水泵電纜，再合閘斷路器發(fā)現(xiàn)不再跳閘，故初步判斷為水泵故障。用搖表測量水泵線圈與地之間的絕緣發(fā)現(xiàn)水泵線圈接地，更換水泵后解決了這一故障。

2.2 變頻控制水泵壓力達(dá)不到設(shè)定壓力

故障描述：供水站45kw供水泵正常時運行在35-40Hz左右，供水壓力0.4兆帕，但某日突然低頻運行，供水壓力較低。

故障分析及處理：學(xué)校供水泵采用的是恒壓變頻控制[2]，變頻器為施耐德ATV61系列變頻器，通過電阻式遠(yuǎn)傳壓力表將壓力信號反饋至變頻器，變頻器將反饋值與給定值比較后，進行變壓變頻，增大或降低水泵電機的轉(zhuǎn)速達(dá)到恒壓供水的效果。供水壓力一般設(shè)定為0.4兆帕，故障時遠(yuǎn)傳壓力表表盤亦顯示0.4兆帕，但從實際情況及其他壓力表均顯示壓力不足，只有0.3兆帕左右，故判斷為遠(yuǎn)傳壓力表故障，既壓力表的遠(yuǎn)傳信號與實際壓力不符，導(dǎo)致變頻器獲得的壓力信號錯誤，變頻器不能正確變頻，導(dǎo)致供水出現(xiàn)異常。在更換了遠(yuǎn)傳壓力表后，系統(tǒng)恢復(fù)了正常。

2.3 變頻控制水泵轉(zhuǎn)速突然增大，但出水壓力未變

故障描述：供水泵變頻器某日突然運行在最高頻率50Hz，水泵電流亦高于正常值，但供水壓力并未改變。

故障分析及處理：在水泵轉(zhuǎn)速一定的情況下，供水系統(tǒng)流量增大時揚程降低，恒壓變頻供水系統(tǒng)當(dāng)用水量增大時變頻器會增大頻率以提高電機轉(zhuǎn)速保持供水壓力恒定，故障時頻率突然增大到工頻判斷是管道爆裂導(dǎo)致流量突然增大，巡視管網(wǎng)及時發(fā)現(xiàn)了漏點，關(guān)閉相關(guān)閥門后系統(tǒng)恢復(fù)了正常。

2.4 熱保護繼電器動作

故障描述：水泵熱保護繼電器動作導(dǎo)致水泵不能工作。

故障分析及處理：熱保護繼電器具有過載保護的作用，熱保護繼電器動作說明水泵電流過大，可能的原因有：水泵被異物堵塞電機堵轉(zhuǎn)電流過大；水泵本身故障線圈老化電流過大。故障出現(xiàn)時水泵已運行多年，測量三相電阻后發(fā)現(xiàn)三相電阻差別較大，由于熱保護繼電器可以自動復(fù)位，在多次熱保護動作后斷路器也出現(xiàn)跳閘，綜合判斷水泵燒壞，只能更換水泵。

2.5 軟啟動器不能正常啟動

故障描述：某日雷雨天氣后水泵軟啟動器突然顯示故障不能正常啟動。

故障分析及處理：軟啟動器損壞。軟啟動器中有很多電子器件，遇雷電容易被擊壞，因此雷雨天氣應(yīng)做好防雷措施防止軟啟動器被雷電擊中[3]。

3 故障規(guī)律總結(jié)及預(yù)防處理措施

高校供水系統(tǒng)出現(xiàn)的電氣故障有一定的規(guī)律，總結(jié)如下：

（1）故障多出現(xiàn)在用水的高峰期，有一定的周期性和季節(jié)性。高校用水和一般的居民用水不同，用水高峰多出現(xiàn)在早、中、晚比較固定的時間段，用水高峰時設(shè)備也滿負(fù)荷運行，容易出現(xiàn)故障，而寒暑假等基本沒有用水，很少出現(xiàn)故障。

（2）電氣故障發(fā)生一般具有一定的漸進性。如以上討論的熱保護繼電器動作故障，水泵的損壞表現(xiàn)為電流逐漸增大，到一定程度后水泵完全不能工作。因此，做好設(shè)備運行記錄判斷設(shè)備運行好壞對預(yù)防故障發(fā)生有重要的意義。

（3）電氣故障往往表現(xiàn)為系統(tǒng)壓力等其他參數(shù)異常。如以上出現(xiàn)的水壓異常，有的是電氣設(shè)備故障導(dǎo)致的，因此觀察記錄流量、壓力等非電氣參數(shù)對于判斷故障原因有很大幫助。

針對以上規(guī)律，提出以下的預(yù)防處理措施：

（1）利用學(xué)校的假期對設(shè)備進行維護保養(yǎng)，必要時進行維修改造。高校寒暑假時間較長，用水較少，進行設(shè)備維修保養(yǎng)影響較小，并且效果比較明顯。如山東女子學(xué)院在2015年暑假期間對中水站進行了全面維修，包括更換曝氣管道等，開學(xué)后曝氣風(fēng)機未再出現(xiàn)因為曝氣孔堵塞導(dǎo)致風(fēng)機燒壞的問題，而此類故障在前一學(xué)期出現(xiàn)多次。

（2）做好運行記錄。記錄供水系統(tǒng)的壓力、流量、水泵電流、頻率等對于分析系統(tǒng)運行狀態(tài)，預(yù)防處理故障有重要的意義。

（3）供水設(shè)備要按照一用一備或多用一備設(shè)置。在條件允許的情況下，供水系統(tǒng)的設(shè)備都應(yīng)有備用設(shè)備，在主要設(shè)備故障而新設(shè)備未到的情況下，備用設(shè)備可以起到應(yīng)急的作用，有利于供水系統(tǒng)的安全運行。多臺設(shè)備可以交替運行，避免某一設(shè)備長時間高負(fù)荷運行。

4 結(jié)語

本文對山東女子學(xué)院校園供水系統(tǒng)出現(xiàn)的常見電氣故障進行了分析，主要基于實際應(yīng)用，對于供水系統(tǒng)電氣故障的一般處理有較好的指導(dǎo)意義。

【參考文獻】

[1]欒松勝.高校供水系統(tǒng)中水泵變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用探討[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2014（9）：76-77.

[2]高陽，馬青，胡蔚蔚.恒壓變頻供水系統(tǒng)的Matlab仿真模型研究[J].工業(yè)控制計算機，2011，24（11）：100-101.

[3]宋雨，黃娜.有關(guān)電子信息設(shè)備防雷保護措施的探討[J].信息通信，2011（5）： 109-110.

[責(zé)任編輯：王楠]