摘要：在城市化发展的进程中集中供热系统也表现出了巨大的优势，主要表现在节能、环保、清洁度等方面，集中供热系统将传统的区域锅炉房供暖方式进行了优化，也是未来发展的主要趋势。现阶段，我国城市中集中供热规模不断扩大，但是也显现出一些问题，如热平衡问题等。因此，应将先进的技术融入到其中，自动化控制技术的使用实现了集中供热的自我调节，并可以将供热过程中的问题进行有效的解决。集中供热电气自动化控制系统中变频器起到了重要的作用，可以对相关设备进行调控并可以在变频器交流电机的作用下实现供热系统电气自动化，并可以对性能及速度等进行有效的调整，可以实现节能目的。在集中供热电气自动化控制系统中融入变频技术可以提升整个系统的功能，确保集中供热效率与质量。
关键词：变频器；集中供热；电气自动化控制；应用
1．集中供热系统
集中供热系统具有一定的复杂性，但是同时也具有较好的时变性与延时性，在满足供暖需要的同时平衡供热管网的水力及热力。目前，我国集中供热规模逐渐增大，因此国内相关专家也应对供热系统相关内容进行更加深入的分析与研究。现阶段，我国城镇化建设进程逐渐加快，供热方式主要以集中供热方式为主，这也是城镇公共事业发展的主要内容。集中供热系统主要包括热源系统、热网系统与热用户系统，这三部分可以参照表1。集中供热系统是在换热站的辅助下根据设定的运行方式将高温热水进行水与水间的热交换，再通过热力管网将热量传送给热用户。
2．集中供热系统自动化控制设备控制要点分析
2.1电气自动化控制设备分析
集中供热环节中供热系统可以对供热网络中的热力参数进行调节，主要包括热网流量、内压及温度等。在这个过程中对供热网络中的热力参数进行控制，电气自动化控制系统起到了重要的作用。现阶段，常见的供热网电气自动控制设备主要有变频器、中央处理器及电动阀等，其中，中央处理器是主要的控制设备，所以必须保证其准确性与整体性，可以最先得到所需要的数据信息，在对数据信息进行控制后可以实现对热网自动化系统动态控制。此外，变频器在集中供热电气自动化系统中起到了重要的作用，可以利用变频器完成数据输出或输入工作，并可以对电机数据进行切换。同时，变频器可以对电压等进行保护，为供热系统电机创建安全的运行环境。
2.2电气自动化控制过程分析
集中供热系统内循环水泵控制主要是依靠变频器。根据供热网压力变化情况可以得到与变压器相关的数据信息，并可以对数据进行整理与汇总。然后将其传输到控制器中。在对信息类型进行分类后可以向现场控制器发出相应的指令，变频器在接收到指令后来控制循环水泵的转动速度并对二次循环中的流量、压力进行固定，确保集中供热网运转的流畅性与稳定性。在集中供热电气自动化系统中温度传感器起到了重要的作用，它可以对用户室内及室外温度、供水温度数据进行收集与汇总，将所得到的信息传送到现场控制器中，在完成数据分析、处理后可以对现场控制器二次循环水温进行计算，根据计算结果自动调节温度控制阀，以此来控制二次循环水温度。
3．集中供热自动化控制系统中变频器的性能与作用
第一，将变频器应用到集中供热自动化系统中可以有效的控制设备运行速度。交流电机在变频器的作用下可以实现无极调控。一般来说，电机运行速度也表示了其运行功率，在此基础上电机可以降低电能使用量，得到理想的节能效果。同时，充分利用变频器中无级变速功能，可以最大限度的降低电机开启及变速时所产生的冲击电流，避免影响设备自身系统与被控系统，在保证设备稳定性与安全性的基础上延长设备使用年限。第二，在集中供热自动化系统中包络了不同的单元，主要包括测量单元、信号输入单元、信号处理单元与信号执行单元。变频器在信号处理单元及执行单元间起到了控制作用，并可以充分体现出其在整个系统中的性能。首先，信号处理单元主要是接收信号，然后对所接收到的信号进行处理，最后传输到变频器中，变频器在接收到信号后会对自身电路中的电源信号进行控制并将电压等输送到电机中，在此基础上实现对电机的控制，保证电机运转过程中的稳定性，以此来保证集中供热自动化系统的运行效率。以信号处理单元中的PLC控制器为例，其主要是采集温度及压力参数，同时可以对采集到的参数进行计算与比对，并将上位机指令传送到变频器中，变频器接收到指令后可以对电机开启、运行速度进行控制。
4．变频器在集中供热自动化控制系统中的应用
4.1集中供热站点循环系统调节过程中变频器的应用
集中供热站点二次管网在控制热量输出时会使用量调节方式，也就是对热网循环水流调节、对热量输出量进行控制。热用户管网自动化调节如图2所示。从图2中可以看出，可以将二次网回水温度作为系统被控调节依据。在进行整体系统调节时应对自动化控制系统进行监测，将所得到的测量温度输送到现场控制器中，现场控制器在接收到温度数据后可以进行计算及比对，然后再向变频器发送命令，变频器根据所所接收到的信号来调节电源电压，并对水泵运行速度进行调整，从而对热力管网流速进行控制，以此来调节管网中的回水温度。
4.2供热管网自动补水系统调节中变频器的应用
要想保证系统运行的稳定性应控制好热网系统水压。实际运行过程中，热用户管网系统老旧情况比较常见，容易出现管网压力不稳定的情况。传统的补水泵补水方式以接电方式为主，无法控制其精度，在工频启动时会使用到大量的电流，这样会给设备及系统带来损坏。将变频器应用到自动补水系统中可以有效的避免以上问题。在现场控制器中提前设定管网运行压力的最低及最高值，并在测量单元中得到管网压力数值，当管网压力处于最低值时可以启动补水泵，管网压力处于最高值时可以将补水泵关闭，确保系统水压处于稳定状态。在这个过程中，可以充分利用变频器的平滑启动、无级变速等特性来降低补水泵故障发生频率，并对热力管网系统中的压力冲击进行控制。热网补水系统自动控制如图3所示。
4.3利用变频器对一次网回水加压泵进行调整
集中供热管网是非常庞大的，不同的集中供热站点与总热源的距离也有所不同，这样就非常容易出现各网点压力分布不均的情况，影响集中供热质量，导致能源浪费。要想改变此种现象可以在各集中供热站点一次管网中加装相应的变压器及一次网回水压泵，可以通过中央控制室与现场控制器连接各变频器。工控配置装置中主要包括全网平衡软件、组态软件。在收集压力及数量参数时可利用现场测量单元，通过计算后，通过现场控制器将结果传送到各集中供热站点一次网回水中，此时变频器会发出信号，然后调节加压泵转速，使一次网可以均衡的向不同的供热站点输送热量，避免失衡情况。
5．集中供热系统中应用变频器的节能效果分析
在集中供热系统中能源消耗量比较大的途径主要体现在不同水泵负载方面，在使用变频器后可以有效的节约能源，充分显现出其在集中供热系统中的优势。以往所使用的流量调节方式，电机在运行时工频起到了主要作用，但是其输出功率相对较大，大量电能在阀门板截流过程中被消耗，最终导致浪费现象。在使用变频器后，可以根据外界环境寒冷程度来调整电源中电压频率，以此来控制电机转速，节约电能。在对电机专业、流体力学方面的知识进行研究后可以知，水泵电机运行耗电量与转速是成正比的，表示为P∝n3。当其中一台水泵电机转速降到原转速的4/5时耗电只是原耗电量的52％，电能节约了48％；转速降到原转速的3/5时耗电量只是原耗电量的22％，电能节约了78％。可见，集中供热自动化控制系统中应用变频器后可以得到良好的节能效果，当使用一段时间后，自动化控制系统在运行时不会再利用工频，这样就可以降低电能使用量，进而提升集中供热企业的经济效益。
6．结语
通过以上分析可知，在集中供热电气自动化控制系统中变频器起到了重要的作用，可以对自动化控制系统进行完善，最终得到良好的使用效果。变频器的使用既可以实现对集中供热电气自动化控制系统的调控，又可以提升系统运行的安全性与稳定性，最终得到良好的节能效果。在使用变频器时，应重点关注其在运行过程中产生高次谐波会直接影响电能质量，最终给相关设备运行的稳定性带来干扰。在处理此种情况时，可以将滤波电抗器加设到变频器输入端，以此来避免谐波干扰问题。因此，在使用变频器时应对其性能进行不断完善，充分利用变频器来优化集中供热系统；另一方面，降低变频器给相关设备带来的干扰并对设备运行环境进行优化，确保集中供热效果。
参考文献：
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作者:李积祥 李刚 单位:青海盐湖工业股份有限公司 青海盐湖化工分公司