微机保护装置是依靠单片机智能实现保护功能的工业控制装置。保护装置的硬件结构通常由五部分组成，即信号输入部分、单片机系统、人机界面部分、输出通道回路和电源部分，如图7-1所示。
1.信号输入部分
微机保护装置的输入信号有两种，即开关信号和模拟信号。单片机采集的信号是微弱的电流信号，所以在电流互感器和电子电路(单片机)之间需要一些传输和转换环节，称为信息预处理环节，需要隔离屏蔽和电平转换。
2.单片机系统
微机保护装置的核心是单片机系统，它是由一个单片机和CPU、存储器、定时器等扩展芯片组成的小型工业控制微机系统。主要完成数值测量、计算、逻辑运算、逻辑控制、记录等任务。
3.人机界面部分
在很多情况下，单片机系统必须接受操作人员的干预，如设定值的输入、工作模式的改变、各种操作功能的执行、单片机系统状态的检测等都需要人机对话。这部分工作是在CPU的控制下完成的，通常可以通过键盘、中文液晶显示、打印和信号灯、声音或语言报警来实现人机对话。
4.输出通道部分
输出通道部分是控制被控对象(如断路器)的出口通道。该通道的主要任务是将小信号转换成大功率输出，以满足驱动输出的功率要求。通常，为了避免外界干扰信号通过输出回路接入微机系统内部，输出回路中一般采用光电隔离芯片。数字信号输出回路，如图7-2所示。
5.电源部分
微机保护系统对电源的要求较高，通常是逆变电源，即将DC逆变为交流电，再将交流电整流为微机系统所需的DC电压。变电站高压系统的DC电源与微机的弱电电源完全隔离。逆变后的DC电源抗干扰能力强，可完全消除变电站内断路器跳闸和合闸产生的强干扰。
微机保护装置都是模块化设计，即各种线路和元件的保护都是由上述五部分模块化电路组成。不同的是软件系统和硬件模块化的组合和数量不同：不同的软件实现不同的保护，不同的模块化组合组成不同的使用场合。
