世界各地的传统电力系统均面临一些问题,诸如:能源效率低下、环境污染以及化石燃料枯竭。由于分布式电源具有低污染、低能耗及有效解决能源危机等优点,目前正以逐年增长的比率接入配电网。但分布式电源并网会使得配电网变为复杂的有源配电网,以前的故障定位技术不再适用。在此背景下,本课题设计一款分段开关控制器。除了实现分段开关的保护功能外,还实现了“四遥”和故障定位功能。首先分析电力参数采样原理、介绍相间短路故障、单相接地故障的判断原理以及故障定位原理。故障定位算法思想是根据网络拓扑结构和潮流方向构造网络描述矩阵,故障发生时上传故障信息构造故障信息矩阵,通过两个矩阵运算得到故障判断矩阵,定位故障区间。其次进行软硬件设计。主控芯片采用ARM芯片LPC1778,硬件设计由电源模块、高速采样模块、实时时钟模块、显示屏与按键模块、开入开出模块、通信模块和手持遥控器模块组成,其中通信模块包含GPRS、以太网、ZigBee以及RS-232串口通信。软件设计包括功能模块的驱动程序、控制器保护功能程序、人机交互功能程序以及四种方式的通信程序。最后进行软硬件调试。硬件调试是为了检查分段开关控制器是否能正常工作;软件调试是为了检查分段开关控制器能否按照要求实现功能,主要有底层驱动调试、高速采样调试、人机交互调试、通信调试、保护功能和故障定位调试。实验结果表明,数据采样误差在0.5%以内,动作时间误差在50ms以内。根据分段开关控制器上传的电力数据,控制中心处理后能够准确定位故障。