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某地区建筑设计标准化办公室组织编制、发行的《建筑电气通用图集》，是该地区建筑电气设计使用频度较高的图集，也是比较受电气设计人员欢迎的图集。
但是，使用中发现，本图集中《火灾报警与控制》（99DQ9）分册消防泵减压起动控制装置的接线及控制原则，存在着不少的差错和值得讨论的问题。
一．92DQ9/9－98～103消防泵自耦减压及全压起动装置
本装置为两台消防泵自耦减压起动装置，两台泵互为备用，备用自投；减压起动失败后，自动转为全电压起动。
本装置主回路及二次回路接线分别如图1和图2所示（以1#泵M1为例绘制）。
根据二次接线，本装置应有如下主要控制功能：
(1) 手、自动起动方式的选择；
(2) 主、备泵的选择；
(3) 优先选择自耦减压起动，当减压起动装置故障时自动转为全电压直接起动；
(4) 工作泵故障停泵，备用泵自动投入；
(5) 起动时短接热元件，可防止因热继电器误动造成起动失败。
 本装置二次接线有明显的差错，根本无法实现上述主要控制功能，特别是对一些设计原则很值得讨论。
1．本装置降压起动失败转为全压直接起动，这一起动原则就值得讨论。全压起动是最简便、经济、可靠的起动方式，既然允许全压起动一般就不应采用降压起动，尤其是偶而才起动一次的消防泵似乎更无此必要。
另外，如确需降压起动，笔者认为，在有备台的情况下，如果主泵起动失败，应首先选择起动备台而不是选择全压起动。
2．本装置为实现“降压 — 全压”起动方式的转换，采用了两空开五接触器方案，见图1。五接触器方案相当于专门备用了一组空气开关和接触器（QF3、KM5），以实施全压起动。
由图1、图2可以看出，减压起动时，无论哪个元件故障，只要KM1、KM2、KM4有一个未按约定动作（最终结果为KM4拒动），装置将自动接通KM5完成全压起动。不难看出，如果不装设KM4，此时直接接通KM3，同样可以进行全压起动，而且克服了五接触器全压起动后无过负荷保护的弊端。
五接触器方案虽然可能提高全压起动的成功率，但该方案除增加两台接触器外，还要相应增加其他元件，使接线复杂，故障机会增多。笔者认为，五接触器方案并不可取，三接触器应是更简单、经济、可靠的方案。
3．为防止起动过程中热元件动作造成起动失败，本装置在起动过程中将热继电器的常闭接点短接，这似无必要。
见图1，消防泵降压起动过程中KM3没有吸合，起动电流不流过热元件，待KM3吸合，起动过程已经结束，此时电流已接近电动机的额定电流，所以本装置根本就不可能发生起动电流造成热元件在起动过程中误动的问题。其实，既使起动电流流过热元件，因为降压起动电流IQ
与全压起动电流I4 有如下关系：IQ=K2I4 （K=UQ/Ue ），所以，降压起动时IQ 一般是不会使热元件动作造成起动失败的。
另由图1可见，当本装置转为全压起动时，热元件根本就没有接入，更不存在上述问题。
综上分析，笔者认为本装置在起动过程中短接热继电器常闭接点的作法是完全没有必要的。
4．既使需要短接热元件起动（一般用于容量较大、起动时间比较长的重载直接起动的电机，以防止起动时因热元件误动造成起动失败），也应短接“热元件”而不是像本装置短接热继电器出口接点（见图2），否则起动电流流过热元件使热继电器动作，由于其接点不能瞬时复归（热继电器动作后，接点自动复归时间为5分钟），如果KA1接线无误，KA1应在起动结束后自动释放，使KM3断电，显然这会导致起动的失败。而起动时短接“热元件”，使热元件不通过起动电流，热继电器自然不会动作，也就不会发生前述问题了（该问题的讨论应假设图2中KA1接线无误，即起动结束后KA1释放）。
5．本装置无法实现备用泵自投和过负荷保护。工作泵故障退出，备用泵自动投入是靠故障泵热继电器动作来启动的，但本装置短接热继电器的KA1接点一经动作就无法解除（继电器KA1用自身的接点做自锁永远无法解除，见图2）。也就是说，由于KA1的接线差错使本装置失去了备用自投功能，也失去了过载保护功能。
6．工作泵过载停泵（假设接线无误KA1已正常释放）后不但不能投入备用泵，故障泵又将重新被全压起动。
现以M1为主泵，M2为备用泵，以“自动”运行模式为例进行讨论。见图2：M1正常运行时KM3、KM4吸合，过载时MH1接点断开，KM3断电停泵（图中由于接线错误造成KA1自保不能解除，KM3无法断电释放停泵）。
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其实既使t＞15〞，备用泵完成了自投，装置仍然会完成上述过程，M1仍然会被全压起动。
7．本装置手动减压起动失败后不能转为全压直接起动。以M1手动为例：
(1) 按下SB2发出起动指令。如果KM1、KM2已完成约定动作，但KM4拒动减压起动失败。由图2可知，此时装置应完成下列动作：
KM2吸合--> KT4吸合--> KT5吸合并自保延时12"> KM5吸合，全压起动M1，但KM5吸合又解除了KT5，而KT4又在延时10〞先行动作后被解除，最终导致KM5断电释放，M1全压起动失败。
(2) 如果发出起动指令后KM1或KM2拒动，KT4都不会通电吸合，KT5也就不会通电吸合，所以KM5不可能接通起动M1。
8．备用自投延时时间过长。（以下讨论均以M1为例）
本装置为防止主泵起动过程中备用泵投入，将主备转换的启动元件KT3整定为延时15〞动作，以躲过主泵10〞的起动时间（通过KT4）。这样，当主泵故障停泵，备用泵也要经过KT3的15〞延时才能启动主备转换程序（假定本图接线无误），再加上备用泵10〞的起动时间，消防泵将有25〞的时间要中断（或不正常）供水灭火！这个损失可能太大。
9．减压起动失败时转为全压起动的时间过长。
本装置无论手动、自动运行，一但起动开始，KM1、KM2、KM4几乎是瞬时完成动作开始起动，如果减压起动失败（KM4拒动），KT5将通电，延时12〞接通KM5全压起动M1（假设接线无误）。如前述，减压起动时KM4是瞬动的，当KM4瞬时拒动就已说明减压起动已经失败，应尽快转为全压起动，完全没有必要再延时12〞。灭火是争分夺秒的事，这12〞的延时可能造成不可估量的损失。
10．不满足主回路与控制回路动作的一致性
本装置将空气开关QF1的辅助接点串接在KM1回路内，一旦QF1没有合闸（此种情况应不多见），当主泵减压起动时因KM1不能接通，起动肯定要失败，装置会转为全压起动。
但主泵正常起动并投入运行后如发生QF1跳闸停泵，由于起动结束后KM1已经处于断电释放状态，此时QF1再去断开KM1回路已经没有任何意义，既不能重新全压起动M1也不能投入备用泵。
11．消防按钮选型不配套
本装置在附注1中已注明，消防按钮信号为“常闭接点动断启动”，另由图2也可看出，消防按钮SB01、SB02、……均采用了自复式不闭锁按钮，常闭接点串联使用，平时KAF保持通电吸持状态。当操作消防按钮报警时，KAF断电释放，接通KT1，KT1经2〞延时（进行信号确认）接通KA1正式启动消防泵起动程序。
由于KT1有2〞延时，而SB01、SB02、……又是自动复归式按钮，这就要求操作按钮报警时要按压2〞以上，否则报警信号将不被装置“确认”，消防泵也不能起动。
二．92DQ9/9－93～97消防泵Y－△减压起动装置
 本装置为两台消防泵Y－△减压起动装置，两台泵互为备用，备用自投。
本装置部分二次接线与自耦减压装置相类似，所以也存在一些相类似的问题，这里不再赘述。以下简要讨论与其不同的三个问题。
本装置主回路及二次回路接线分别如图3和图4所示（以1#泵M1为例）。
根据二次接线，本装置的主要控制功能与前述自耦减压起动装置基本相同（仅无全压起动功能），除以上所讨论的问题外，本装置还有下列差错和值得讨论的问题（下述讨论均以M1为例）。
1．水泵自动运行时，工作泵故障停泵后，备用泵虽然可以自动投入，但故障泵又将反复起停。由图4可知，当M1为主泵并且为自动运行时，如果工作泵故障KH1动作：
KH1接点断开（假设KH1并联接点接线无误） KM2、KM3、KA5同时断电释放，工作泵（M1）停泵。但KM2、KA5释放又使KM1重新通电吸合 接通KM2重新起动M1
-->KT4吸合延时10"> KA5吸合--> 解除KM1，此时由于KH1还不能复归，KM2、KA5又被断电释放。上述过程将反复重复，即故障泵将反复被起停，直至5分钟KH1自动复归后，KA5解除KM1并接通KM3重新使M1进入运行状态。但由于M1故障没有消失，KH1还将动作，上述过程又将重复发生。
2．起动时不需短接KH1接点
鼠笼电动机Y－△起动时，起动电流仅为全电压起动电流的1/3，一般情况下不必考虑起动时因热元件误动造成起动失败。另由前述，既使需要采取措施时也应短接“热元件”而不是热继电器出口接点。对本装置来说，如将图3中的KH1由KM2回路移到KM3回路，使起动电流不通过KH1就彻底的解决了上述问题。
3．接触器、热继电器选型过大
接触器、热继电器的选型应按其所流过的稳态工作电流，而不是按暂态的起动电流，图3中M1正常运行时KM2、KM3闭合，M1构成△形接线。此时KM2、KM3、KH1流过的稳态电流I=Ie/√3=0.58Ie（Ie 为M1的额定线电流）。
以图中XF05－30型装置为例：控制电机容量30KW，近似取Ie=60A ，I=0.58×60 ，图中KM2、KM3选B85接触器，KH1选63A T105热继电器显然都过大。
KM1仅在起动过程中通过起动电流，只需考虑其通断电流的能力。由图4可知，M1起动10〞后，KM1断电释放，M1开始Y－△转换，此时M1应已接近额定转速，
Y－△转换时电流Iz 已接近Ie/√3 ，既使Iz 按最不利的情况考虑 —— M1转速n＝0，Iz=IQy=1/3IQy≈1/3×7Ie=140A（IQY
、IQY —— Y、△结线时的起动电流），即KM1有＞140A的分断能力即可满足要求。交流接触器的通断能力可取其额定电流的10倍，
所以，KM1选用B30足以满足要求，图中选KM1为B45过大。
如果说接触器选大了仅仅是个经济问题（作为标准图、通用图该问题不可忽视），但热继电器选大了就失去了保护功能。本例M1取Ie≈60A，通过KH1的正常工作电流I≈35A，选用KH1为63A如何进行过负荷保护？
参考文献：李炳魁：Y－△起动系统中常被忽视的问题，《建筑电气》1999年第2期
北京维拓时代建筑设计有限公司
王 芳 春
005年3月1日 |
