随着我国配电网自动化的不断发展,对配电网故障的处理提出了更高的要求。断路器作为电力系统保护和控制的终端设备,其可靠性和智能化水平直接影响着电力系统的稳定性和自动化程度。本文采用微机控制方式实现对断路器的控制,从而对10kV配电网的故障和非正常运行状态进行保护。本文研究了线路上造成保护误动作的瞬时性涌流的特点和单相接地故障的特点,分析了目前的选线方法正确率偏低的原因,提出延时加二次谐波制动的涌流识别方案和基于弹簧机构控制器和短信通信技术的小电流选线方案,具体研究了选线的判断依据,提出零序补偿导纳法的单相接地故障选线及定位方案。采用Silicon Laboratories公司的C8051F206芯片作为控制核心,设计的硬件平台主要包括芯片外围电路、电源电路、模拟信号采集电路、开关量和隔离电路、通信接口、面板模块。其中,对弹簧操动机构和永磁操动机构分别设计了分闸控制电路。在软件方面,将μC/OS-Ⅱ实时操作系统移植到芯片上,方便用户程序的编写和将来软件的升级。用模块化的结构编写了涌流识别程序、单相接地选线及故障点定位程序、GPRS无线通信程序,并给出了程序的流程图。考虑到户外复杂的电磁环境,在控制器软、硬件设计中,充分考虑可靠性和抗电磁干扰性,提出相应的解决措施。最后,本文根据控制器主要功能设计了弹簧机构驱动功能、中性点不接地单相接地故障选线功能和GPRS通信功能、电磁兼容性能的实验方案,并分析了实验结果。全文完成了控制器的主要硬件电路设计、仿真和相关应用程序和算法程序的编写、调试。实现了设计的主要功能,并通过了功能性实验验证和电磁兼容实验。经过研究和实验结果表明:所研制的控制器设计结构合理,能够满足设计的功能需要,具有高可靠性和实用性的特点。