配电网是直接面向用户的供电网络,是电力系统的重要组成部分。随着全国城市和农村配电网的大规模的建设和改造,传统的电磁式低压断路器已经不能适应配电网自动化的要求,因此研制智能化的低压断路器具有极其重要的现实意义。现有的低压智能断路器普遍采用有线的通信方式,不适合在具有易燃、易爆气体或强辐射、高电压、有害气体或粉尘的特殊场合下使用。目前某些国外厂商生产的高档智能断路器采用了蓝牙技术实现无线通信,但蓝牙技术硬件投资大不适合大面积推广普及。因此,本论文提出了把红外通信原理应用到低压智能断路器领域的构想,在无需物理接触的前提下即可实现点对点短距离的无线数据传输及设备控制。本论文采用Atmel公司的高性能AT89C51RC2单片机为核心,设计了一种集多种功能于一体的低压智能断路器控制单元。该控制单元不仅能够实时采集现场参量,同时还具有包括三段电流保护、单相接地保护、过电压保护、欠电压保护、区域选择性联锁(ZSI)保护在内的多种保护功能。采用大屏幕的液晶显示器配合LED指示灯、键盘组成丰富的人机界面,使操作更加方便、快捷。另外,控制单元配置了两个通信单元,分别是采用RS485接口和Modbus协议的传统有线通信模块和以红外线为通信媒介的红外通信模块。在充分的了解和分析元件的性能、测量算法、保护功能的实现及通信原理之后,对低压智能断路器控制单元的硬件和软件进行了设计,同时采取了有效的抗干扰措施来提高控制单元运行的精确性和可靠性。Proteus软件是一款功能强大的嵌入式系统设计与仿真软件,是目前唯一能够对多种型号的单片机进行实时仿真、调试与测试的EDA工具。本论文在Proteus ISIS编辑环境下绘制了智能断路器控制单元保护功能实验原理图,通过仿真试验获取实验数据并进行误差分析,从而验证了控制器的功能和精度确实能够达到设计要求。