CPU插件主要由以下几部分构成：
1)CPU系统
CPU系统由高性能的微处理器CPU（32位）、大容量的ROM（512K字节）、RAM（1M字节）、Flash Memory（1M字节）等构成，使该CPU模件具有较强的数据处理及记录能力，可以实现各种复杂的故障处理方案和记录大量的故障数据。Flash Memory中记录的录波报告、事件及保护定值等运行配置信息在装置掉电后均不会丢失。
2) 数据采集系统
本装置的数据采集系统由两部分组成。
保护系统由高可靠性的14位精度的A/D转换器、多路开关及滤波回路组成模拟量采集系统， A/D转换芯片内部具有采样保持及同步电路，转换速度快、采样偏差小、功耗小及稳定性好等特点，本装置的模拟量采样回路无可调整元件，也不需要在现场作调整，具备高度的可靠性。
图3－2 A/D系统原理示意图
测量系统由**测量芯片实现实现模拟量采集，测量精度高达24位，采用硬件技术解决因频率误差而导致测量误差增大的问题。测量系统具备测量精度单次调整后自动记忆的功能，在现场*再作调整。
3）开关量输入及输出部分
本装置提供外部输入的开关量11路，由装置**开入24V电源供电； GPS对时用开入1路，该路输入量可由内部或**24V电源供电；所有开入经光电耦合器件接入系统。
本装置提供开出13路，一类是用于驱动出口及信号继电器的， 此种开出的+24伏电源都是经过本装置逻辑插件告警继电器常闭接点闭锁的；另一类用于驱动告警、呼唤及信号复归等继电器，其+24伏电源是不经过闭锁的。 本装置本地告警信号及告警信号由两种方式驱动：告警和呼唤，告**于检测到必须闭锁本CPU开出的致命异常状况时，呼唤则用于不需闭锁开出的情况，例如“PT断线”等异常工况时。详见逻辑继电器插件说明。
4) 通信部分
本插件内含通信速度较高、具备通用性接口的以太网络芯片，以太网为本装置接入系统的主要通信接口。装置提供RJ45通信接口，以UTP5线为通信介质。
本装置还配置了一个SPI接口用于与人机对话插件（MMI）通信，一个SCI（标准RS232串行接口）用于连接PC机，可以借助PC机的强大功能及配置的**调试软件包对装置进行各种测试。
5) 时钟回路
插件内设置了硬件时钟回路,采用的时钟芯片精度高,并配有电池以掉电保持。本装置还考虑了硬件对时电路，接收GPS的脉冲对时信号。
另外，CPU插件采用了多层印制板及表面封装工艺，外观小巧，结构紧凑，大大提高了装置的可靠性及抗电磁干扰能力。
工作原理说明
装置硬件原理：
3.1 机箱结构
机箱外形尺寸及开孔尺寸参见附图。
本装置机箱采用全密闭、防潮、防尘、抗振动的设计，确保装置安装于条件恶劣的现场时仍具备高可靠性。
3.2 交流插件
交流插件包括电压输入和保护电流输入、测量电流输入，不同型号的装置配置电压和电流输入元件的数目可能不同。交流输入较大容量为12路。
保护功能的主要配置：
相电流差动保护
二段式过电流保护
二段式零序电流保护
方向闭锁
电压闭锁
三相一次重合闸（检同期、检无压、非同期方式可选）
过负荷告警及跳闸保护
合闸加速保护（前加速、后加速、手合加速）
低周减载、低压解列保护
小电流接地选线功能、零序电压3Uo越限记录及上送功能
测控功能配置
11路遥信开入采集
装置失电告警，装置事故信号，装置告警信号
断路器遥控分合，接地选跳
模拟量遥测：Ia、Ib（选配，订货时须注明）、Ic、Ua、Ub、Uc、P、Q,、COSθ、F
2路脉冲输入
1路GPS对时
保护原理说明
由于采用了32位微处理器后运算性能较大提高，本装置采用实时计算各保护元件的方式，不再设置专门的启动元件，所有元件均实时计算出，相对简化了保护逻辑，以利于提高保护装置的整体可靠性，
4.1 光纤电流差动保护原理
光纤电流差动保护为相电流差动。主要保护区内的相间故障和小电阻接地系统单相金属性接地故障。
动作方程：
…………………………………(1)
…………………………(2)
……(3)
式（2）是主判据，M和N表示线路的两侧。
图4—2比例差动示意图
K1＝0.5，K2=0.7为比例制动系数，ICD初始动作电流。IINT为拐点电流,软件设定为4倍额定电流。
两侧采样同步使用软件同步方法。
图4-2-3 同步示意图
如上图，曲线①为甲侧电流波形，曲线②为甲侧感受到的乙侧的电流波形，曲线③为乙侧实际的电流波形，△t为数据传输延时。对差动保护而言，采用曲线①和曲线②的比较是不正确的，差动判据只能适用于曲线①和曲线③。因此当甲侧感受到乙侧电流曲线曲线②时，必须将其根据传输延时进行移相，得到曲线③。以下介绍这种数据对时过程。
(1) 发送的数据为富氏算法计算得出的电流向量Ic+jIs。
(2) 数据根据采样时刻的对齐过程
图4-2-4数据发送接收及数据同步流程示意
图中，甲为本侧，乙为对侧。设数据发送周期为T, M1、M2、N1、N2为两侧发送数据时刻的序号（Tm1-Tm2=nT，Tn1-Tn2=nT）。t1、t2分别为两侧收到对侧数据时本侧量与较近一次数据发送时的时间差，对侧传至本侧上次序号M1和对侧上次t1,本侧较新一组数据的序号为M2，收到对侧数据时刻距本侧较近一次数据发送时刻的时间间隔t2，假定两侧发往对侧的延时相等。则可求得Ta=[T（M2-M1）+t2-t1]/2。Ta正是乙方N2数据对应甲方的时间，但甲方的数据采样时刻在Tb时刻(序号为S)，两侧时差（Ta-Tb）所对应的角度为△θ。所谓同步调整就是将对侧N2序号的Ic+jIs向前移△θ角度。使之与Tb时刻的本侧数据对齐，同步完成之后，可利用上述差动判据判定故障。
(3) 通信中断后的再同步
从以上同步方法可知，如果通信中断，数据同步只需要3个点，而不需要用额外数据来调整算法和过程,这种同步方法有其*到的优点。
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