TWI545862B - 應用於變壓器的差動電驛的故障電流判斷方法及系統 - Google Patents

Description

應用於變壓器的差動電驛的故障電流判斷方法及系統

本發明與一種電流判斷方法及系統有關，特別是與一種可供變壓器的差動電驛判斷故障電流及湧入電流的方法及系統有關。

差動電驛是運用於變壓器內部發生故障時的保護裝置，主要功用是偵測變壓器電流的異常現象。常見的差動電驛誤動作情形有二：一為變壓器電源投入瞬間之湧入電流所造成的差動電驛誤動作；另一為偵測故障電流時，引起傳統比流器的鐵芯飽和而造成的差動電驛誤動作。

關於第一種誤動作情形，習知變壓器的電源輸入端含有電容性元件及離散電容，電容會儲存能量且對於瞬間的電壓變化呈現低阻抗的現象。由於變壓器電源投入瞬間，電源輸入端會在短時間內流過大電流，對電容性元件充電，此瞬間大電流稱為湧入電流(Inrush Current)，湧入電流會使得傳統型差動電驛誤動作。

關於第二種誤動作情形，變壓器或是線路發生故障時，會產生瞬時非線性的故障電流(Fault Current)從電源端流至故障點，故障電流的特性是 其含有直流偏移成分。由於傳統型的差體電譯一般使用具有鐵芯的傳統比流器，因此在偵測故障電流時，傳統比流器(Current Transformer,CT)會因為非線性的激磁電流引起鐵芯飽和，造成變壓器二次側的電流波形失真，進而導致差動電驛有誤判或是延遲跳脫時間等的誤動作，進而影響電力系統的穩定度及可靠性。

由以上說明可知，湧入電流及故障電流皆是導致差動電譯誤動作的重要原因。為了改善差動電譯的誤動作，有必要正確區別湧入電流與故障電流的不同，方能迅速驅動斷路器跳脫，以保護變壓器、電力設備與人員安全，並維持供電品質。

在習知的區別湧入電流及故障電流的方法中，有些是利用湧入電流及故障電流中所含的二次諧波及基本波的含量比。有文獻記載，湧入電流的二次諧波含量大約是基本波的5~20%，故障電流的二次諧波含量大約是基本波的5%以下。為了求得電流中二次諧波相對於基本波的精確含量比，習知方法一般需要用到高階的濾波器來分別精準地量測電流中二次諧波的含量及基本波的含量。然而，愈高階的濾波器成本愈高，且精準的濾波過程需要很長的時間，造成差動電譯跳脫時間的延遲，而犧牲電譯啟動的快速性。此外，傳統比流器體積過大而無法與差動電驛結合成一體，也因此提高了設備製造成本。

為了兼顧差動電譯啟動的快速性及可靠度，同時達到降低成本的要求，有必要提出新的解決方案，以供快速而準確地判斷故障電流及湧入電流，藉此維持電力系統的穩定度(Stability)及可靠度(Reliability)，而獲得更好的供電品質。

本發明之一目的在於提出一種應用於變壓器的差動電驛的故障電流判斷方法及系統，利用較低成本的低階濾波器取得電流中的二次諧波與基本波的含量比，並能快速而準確地判斷故障電流及湧入電流，以達到兼顧差動電譯的快速性及可靠度的要求。

為了達到上述目的，本發明提供一種應用於變壓器的差動電驛的故障電流判斷方法，包括：量測一變壓器的一輸入電流及一輸出電流；取得輸入電流及輸出電流中的直流成份，分別形成一第一指數波形及一第二指數波形；取得輸入電流及輸出電流中的二次諧波及基本波的含量；比較輸入電流及輸出電流各自的二次諧波相對於基本波的一含量比率是否大於一第一參考門檻值，以判斷輸入電流及輸出電流是否各自為湧入電流；以及若二次諧波相對於基本波的含量比率小於第一參考門檻值，則邏輯判斷電路比較第一指數波形及第二指數波形是否各自大於一第二參考門檻值，以判斷輸入電流及輸出電流是否各自為故障電流。

在一實施例中，上述的故障電流判斷方法，更包括：判斷輸入電流及輸出電流中是否僅有其一為故障電流；以及若輸入電流及輸出電流中僅有其一為故障電流，則判定變壓器的內部發生故障。

在一實施例中，上述的故障電流判斷方法，更包括：若輸入電流中的二次諧波相對於基本波的含量比率大於第一參考門檻值，則判定輸入電流為湧入電流；以及若輸出電流中的二次諧波相對於基本波的含量比率大於第一參考門檻值，則判定輸出電流為湧入電流。

在一實施例中，上述的故障電流判斷方法，更包括：若輸入電 流中的第一指數波形大於第二參考門檻值，則判定輸入電流為故障電流，否則判定輸入電流為正常電流；以及若輸出電流中的第二指數波形大於第二參考門檻值，則判定輸出電流為故障電流，否則判定輸出電流為正常電流。

本發明提供一種應用於變壓器的差動電驛的故障電流判斷系統來執行上述的方法，此系統包括：一第一比流器，用以量測變壓器的輸入電流；一第二比流器，用以量測變壓器的輸出電流；一類比濾波電路包括一低通濾波電路及一帶通濾波電路，其中低通濾波電路分別將輸入電流及輸出電流中的弦波波形濾除後，以取得其直流成分，並形成第一指數波形及第二指數波形，帶通濾波電路分別取得輸入電流及輸出電流中的二次諧波及基本波含量；一整流電路，電性連接於類比濾波電路，並將第一指數波形及第二指數波形皆維持在正電位；以及一邏輯判斷電路，包括一比較電路及一邏輯判斷機制，電性連接於整流電路，比較電路依據輸入電流及輸出電流中二次諧波及基本波的含量比率關係，以及是否含有直流成分，判斷其是否為故障電流，並藉由邏輯判斷機制判斷輸入電流及輸出電流中是否僅有其一為故障電流，以決定是否輸出一跳脫信號以驅動一斷路器。

在上述的故障電流判斷系統中，第一比流器及第二比流器各自為一無鐵芯的霍爾比流器。

在上述的故障電流判斷系統及方法中，第一參考門檻值定義一二次諧波相對於基本波的含量比率值，含量比率值由一介於5%至17%之間的數值及一介於17%至20%之間的數值所構成的群組中選擇其一。並且第二參考門檻值由一介於0至0.1之間的數值及一介於0.1至0.2之間的數值所構成的群組中選擇其一。

本發明利用湧入電流、故障電流及正常的額定電流的不同特性，將無鐵芯式霍爾比流器感測之波形濾波後，經過比較電路產生的不同結果，藉由邏輯判斷機制加以判斷出是否為變壓器的內部故障，並驅動斷路器，以保障人身安全和防止變壓器損壞。

100‧‧‧故障電流判斷系統

110‧‧‧第一比流器

120‧‧‧第二比流器

130‧‧‧類比濾波電路

131‧‧‧低通濾波電路

132‧‧‧低通濾波電路的運算放大器

R_1L,R_2L,R_3L,R_4L‧‧‧低通濾波電路的電阻

C_1L,C_2L‧‧‧低通濾波電路的電容

V_iL‧‧‧低通濾波電路的輸入電壓

V_oL‧‧‧低通濾波電路的輸出電壓

133‧‧‧帶通濾波電路

134‧‧‧帶通濾波電路的運算放大器

V_iB‧‧‧帶通濾波電路的輸入電壓

V_oB‧‧‧帶通濾波電路的輸出電壓

R_1B,R_2B,R_3B‧‧‧帶通濾波電路的電阻

C_1B,C_2B‧‧‧帶通濾波電路的電容

140‧‧‧整流電路

V_iA‧‧‧整流電路的輸入電壓

V_oA‧‧‧整流電路的輸出電壓

OP_1A,OP_2A‧‧‧整流電路的運算放大器

D_1A,D_2A‧‧‧整流電路的二極體

R_1A,R_2A,R_3A‧‧‧整流電路的電阻

150‧‧‧邏輯判斷電路

151,153‧‧‧比較電路

151a,151b,153a,153b‧‧‧比較器

155‧‧‧邏輯判斷機制

A₁,A₂‧‧‧及閘

X‧‧‧互斥或閘

200‧‧‧變壓器

I_i‧‧‧變壓器的輸入電流

I_o‧‧‧變壓器的輸出電流

300‧‧‧負載

S‧‧‧跳脫信號

400‧‧‧斷路器

R₁,R₂‧‧‧第一參考門檻值設定電路中的電阻

V_f‧‧‧基本波電壓值

V₁‧‧‧參考電壓準位

圖1為本發明之一實施例的應用於變壓器的差動電驛的故障電流判斷系統示意圖。

圖2為本發明之一實施例的低通濾波電路之電路圖。

圖3為本發明之一實施例的帶通濾波電路之電路圖。

圖4為本發明之一實施例的整流電路之電路圖。

圖5為本發明之一實施例的邏輯判斷電路架構。

圖6為本發明之一實施例的第一參考門檻值設定電路。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是用於參照隨附圖式的方向。因此，該等方向用語僅是用於說明並非是用於限制本發明。

本發明所揭露的故障電流判斷方法可應用於一變壓器的差動電驛中。在判斷電流時，利用湧入電流、故障電流及正常電流(或稱額定電流)的不同特性，根據一電流中二次諧波與基本波的含量比率相較於一預設的第一參 考門檻值的大小，來判斷該電流是否為湧入電流。若非湧入電流，則根據該電流中指數波(代表直流成分)相較於一預設第二參考門檻值的大小，來判斷該電流是否為故障電流；否則為正常電流。依上述步驟分別對一變壓器之一次側(即電流輸入端)及二次側(即電流輸出端)的電流作判斷，再依該兩側中是否僅有其中一側感測故障電流，來判斷是否為變壓器的內部故障。在硬體上，本發明是以圖l的故障電流判斷系統來取得判斷方法所需的二次諧波、基本波及指數波，並執行上述的故障電流判斷方法。

圖1為本發明之一實施例的應用於變壓器的差動電驛的故障電流判斷系統示意圖。故障電流判斷系統100包括一第一比流器110、一第二比流器120、一類比濾波電路130、一整流電路140及一邏輯判斷電路150。第一比流器110用以量測一變壓器(Transformer)200的一輸入電流I_i，亦即一次側電流。第二比流器120用以量測變壓器200的一輸出電流I_o，亦即二次側電流，圖1的變壓器200二次側連接一負載300。在一較佳實施例中，兩比流器110及120是使用無鐵芯式霍爾比流器(Coreless Hall Effect Current Transformer,HCT)，其能提供線性無失真的偵測信號與解決傳統比流器鐵芯飽和問題。

類比濾波電路130包括一低通濾波電路131(例如圖2)及一帶通濾波電路133(例如圖3)，其中低通濾波電路131分別將輸入電流I_i及輸出電流I_o中的弦波波形濾除後，以取得其直流成分。如此，輸入電流I_i的直流成分形成一第一指數波形；而輸出電流I_o的直流成分形成一第二指數波形。帶通濾波電路133分別取得輸入電流I_i及輸出電流Io中的二次諧波及基本波含量。整流電路140(例如圖4)電性連接於類比濾波電路130，並將第一指數波形及第二指數波形皆維持在正電位。邏輯判斷電路150包括兩比較電路151,153及一邏輯判斷機制155(例 如圖5)，電性連接於整流電路140。比較電路151,153分別依據輸入電流I_i及輸出電流I_o中二次諧波及基本波的含量比率關係，以及是否含有直流成分，判斷其是否為故障電流，並藉由邏輯判斷機制155判斷輸入電流I_i及輸出電流I_o中是否僅有其一為故障電流，以決定是否輸出一跳脫信號S以驅動一斷路器(Circuit Breaker)400。

為了提高電力系統及變壓器的保護，且有效降低設備的體積。本實施例採用無鐵芯式霍爾比流器110,120量測變壓器200一次側電流與二次側電流而形成一量測波形，接著利用類比濾波電路130取得此量測波形中的指數波、基本波和二次諧波，經過比較電路151,153及邏輯判斷機制155決定是否發出驅動斷路器400的跳脫信號S。當邏輯判斷機制155判斷為變壓器200內部故障時，即傳送跳脫信號S以驅動斷路器400跳脫。

圖2為本發明所用低通濾波電路131之電路圖，其輸入電壓V_iL、輸出電壓V_oL。低通濾波電路132的元件架構簡單，只需要兩組電阻-電容(RC)電路及一運算放大器132即可完成。運算放大器132、電阻R_1L,R_2L,R_3L,R_4L及電容C_1L,C_2L的連接關係如圖2所示。由於低通濾波電路131中含有電容元件，將無鐵芯式霍爾比流器110及120感測輸入電流I_i或輸出電流I_o所得之量測波形輸入低通濾波器131時，若其中含有直流成分，則可得到一指數波形。本發明所使用之低通濾波器131，其主要功能為將各相電流中的弦波波形濾除，以取得各相電流中的直流成份，即指數波形。針對指數波形中，快速反應故障瞬間的上升區段，取得故障發生時之瞬間變化值，並將此瞬間變化值傳送至邏輯判斷電路150，與第一參考門檻值做比較而進行判斷。

圖3為本發明所用多重回授帶通濾波電路之電路圖，是常見的二 階帶通濾波電路之一，其輸入電壓V_iB、輸出電壓V_oB。本發明所使用之帶通濾波電路133包含一運算放大器134、電阻R_1B,R_2B,R_3B及電容C_1B,C_2B。帶通濾波電路133的主要功能為取得各相電流中二次諧波和基本波的含量，即可得到二次諧波與基本波之間的含量比例關係。藉由此含量比例關係與先前的低通濾波電路131是否取得直流成分，來判斷變壓器200的輸入電流I_i及輸出電流I_o是否為故障電流。

圖4為整流電路140之電路圖，其輸入電壓V_iA、輸出電壓V_oA。本實施例的整流電路140為一全波整流電路，亦即絕對值電路，或是一漣波消除電路，其包含二運算放大器OP_1A,OP_2A、兩個二極體D_1A,D_2A及電阻R_1A,R_2A,R_3A。當故障發生時，三相電源會因為故障點的不同，導致第二參考門檻值偏移，極性不固定。由於低通濾波電路131所取得的指數波形傳送至邏輯判斷電路150之後是以第一參考門檻值來做判斷，因此本發明在指數波形被傳送至邏輯判斷電路150之前，先利用整流電路140將指數波形維持在正電位，有利進行後續判斷，使得邏輯判斷電路150能夠更準確取得判斷的結果。

圖5為邏輯判斷電路150的架構。圖5中的比較電路151由兩個比較器151a,151b所構成，比較器151a是用來判斷變壓器200一次側的輸入電流I_i中二次諧波相對於基本波的含量比例是否有超過第一參考門檻值；比較器151b是用來判斷輸入電流I_i中指數波形是否有超過第二參考門檻值。比較電路153亦由兩個比較器153a,153b所構成，比較器153a是用來判斷變壓器200二次側的輸出電流I_o中二次諧波相對於基本波的含量比例是否有超過第一參考門檻值；比較器153b是用來判斷輸出電流I_o中指數波形是否有超過第二參考門檻值。比較電路151或153的判斷情況例如表1，表1所採用的第一參考門檻值為基本波的5%。

根據比較電路151及153對輸入電流I_i及輸出電流I_o的判別情況，以邏輯判斷機制155續行判斷變壓器200的內部是否故障。邏輯判斷機制155中，及閘(and-gate)A₁的功能是判斷變壓器200的一次側是否發生故障。及閘(AND-gate)A₂的功能是判斷變壓器200的二次側是否發生故障。互斥或閘(XOR-gate)X則是用來判斷是否為變壓器200的內部故障。

參照上表1及下表2，並舉例說明如下。若比較器151a判斷變壓器200的輸入電流I_i中二次諧波的含量低於第一參考門檻值，則判斷輸入電流I_i不是湧入電流，但仍需進一步確認其是正常電流或故障電流；此時，若比較器151b判斷輸入電流I_i中指數波形超過第二參考門檻值；則及閘A₁根據比較器151a及151b的比較結果，判斷輸入電流I_i為故障電流，其輸出邏輯為「1」，表示變壓器200的一次側發生故障。接著，若比較器153a判斷變壓器200的輸出電流I_o中二次諧波的含量超過第一參考門檻值，則判斷輸出電流I_o為湧入電流；此時無論比較器153b判斷輸出電流I_o中指數波形高或低於第二參考門檻值；及閘A₂根據比較器153a及153b的比較結果判斷輸出電流I_o為湧入電流，而不是故障電流，其輸出邏輯為「0」，表示變壓器200的二次側未發生故障。此情形為表 2所示的邏輯判斷真值表中的狀況B，此時互斥或閘(XOR-gate)X的輸出邏輯為「1」，表示變壓器200為內部故障。

應用本發明方法之差動電驛，於變壓器200兩側皆裝有比流器或感測電路。若其中一側被偵測到故障電流，即代表此變壓器200內部發生故障，則互斥或閘X輸出邏輯為「1」，例如表2所示的狀況B及C，此時差動電驛將輸出一跳脫信號S驅動斷路器400動作。若變壓器200兩側同時感測到故障電流，則及閘A₁輸出邏輯為「1」；及閘A₂輸出邏輯亦為「1」，例如表2所示的狀況D，此情況為非變壓器內部發生故障，而互斥或閘X輸出邏輯為「0」，此時差動電驛無須動作，交由其他保護電驛來動作。因為差動電驛的主要功能為偵測變壓器200內部故障，以決定是否驅動斷路器400，以保護設備與人員安全，所以表2中需要驅動斷路器400的情形是狀況B及C。

本發明可依照湧入電流與故障電流不同的特性來定義第一參考門檻值，例如：湧入電流的二次諧波含量大約是基本波的5~20%，故障電流的二次諧波含量大約是基本波的5%以下。在一實施例中，第一參考門檻值所定義的二次諧波相對於基本波的含量比率值，是由一介於5%至17%之間的數值及一介於17%至20%之間的數值所構成的群組中選擇其一，較佳的第一參考門檻值 為17%。第二參考門檻值由一介於0至0.1之間的數值及一介於0.1至0.2之間的數值所構成的群組中選擇其一，較佳的第二參考門檻值為0.1。

為了將第一參考門檻值與二次諧波相對於基本波的含量比率做比較，第一參考門檻值可以採用圖6所示的電路來設定。在此實施例中，可以先提供兩個帶通濾波電路，其中一個帶通濾波電路用來取得二次諧波電壓值，另一個用來取得基本波電壓值。再將所取得的基本波電壓值Vf通過如圖6所示的二電阻R₁及R₂之後連接一接地端，並於兩電阻R₁及R₂之間可取得一參考電壓準位V₁。藉由改變兩電阻R₁及R₂的大小，來調整此參考電壓準位V₁與基本波電壓值V_f的比例，例如：將參考電壓準位V₁與基本波電壓值V_f的比例調整為17%，如此即可完成第一門檻值的設定。此時，直接將參考電壓準位V1與二次諧波電壓值做比較，則其效果相當於將第一參考門檻值所定義的含量比率值與二次諧波相對於基本波的實測含量比率做比較。

總括而言，圖1至圖6說明了一種應用於變壓器的差動電驛的故障電流判斷方法。首先提供如圖1所示的故障電流判斷系統100，其中兩比流器110,120例如但不限於無鐵芯式霍爾比流器，分別用來量測變壓器200的輸入電流I_i及輸出電流I_o；以低通濾波電路131取得輸入電流I_i及輸出電流I_o中的直流成份，分別形成一第一指數波形及一第二指數波形；以帶通濾波電路133取得輸入電流I_i及輸出電流I_o中的二次諧波及基本波的含量。值得一提的是，本發明的方法在邏輯判斷電路150中提供一第一參考門檻值及一第二參考門檻值；比較輸入電流I_i及輸出電流I_o各自的二次諧波相對於基本波的一含量比率是否大於第一參考門檻值，以判斷輸入電流I_i及輸出電流I_o是否各自為湧入電流。若二次諧波相對於基本波的含量比率小於第一參考門檻值，則邏輯判斷電路150比較第 一指數波形及第二指數波形是否各自大於第二參考門檻值，以判斷輸入電流I_i及輸出電流I_o是否各自為故障電流。

進一步的來說，若輸入電流I_i及輸出電流I_o中僅有其一為故障電流，則邏輯判斷機制155判定變壓器200的內部發生故障。若輸入電流I_i中的二次諧波相對於基本波的含量比率大於第一參考門檻值，則判定輸入電流I_i為湧入電流。若輸入電流I_i中的第一指數波形大於第二參考門檻值，則判定輸入電流I_i為故障電流，否則判定輸入電流I_i為正常電流。同樣地，若輸出電流I_o中的二次諧波相對於基本波的含量比率大於第一參考門檻值，則判定輸出電流I_o為湧入電流。若輸出電流I_o中的第二指數波形大於第二參考門檻值，則判定輸出電流I_o為故障電流，否則判定輸出電流I_o為正常電流。

本發明的電流判斷系統結合比流器、低階的類比濾波電路及邏輯判斷電路來執行本發明的電流判斷方法，用以改善傳統差動電驛瞬時跳脫能力不足及電力系統發生故障時容易誤動作的問題，促使變壓器內部故障區域能迅速被隔離，以保護變壓器，避免被燒毀。本發明所使用的無鐵芯式霍爾比流器，本身量測範圍廣、感測體積小，並無鐵芯導致磁場量測飽和的問題，相較於現今國內所使用之傳統比流器，可大大提升電力系統的穩定度與可靠度。

另外，應用本發明方法的差動電驛，具備無失真故障波形偵測功能，並能正確區別湧入電流與故障電流的不同，迅速驅動斷路器跳脫以保護變壓器、設備與人員安全，整體架構可以數位或光纖信號與數位電表結合，以達變電所自動化之目標。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡 單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

150‧‧‧邏輯判斷電路

151,153‧‧‧比較電路

151a,151b,153a,153b‧‧‧比較器

155‧‧‧邏輯判斷機制

A₁,A₂‧‧‧及閘

X‧‧‧互斥或閘

Claims (10)

1. 一種應用於變壓器的差動電驛的故障電流判斷方法，包括： 提供一第一比流器、一第二比流器、一類比濾波電路及一邏輯判斷電路，其中該第一比流器及該第二比流器各自與該類比濾波電路電性連接，並且該類比濾波電路電性連接於該邏輯判斷電路，其中該類比濾波電路包括一低通濾波電路及一帶通濾波電路； 以該第一比流器量測一變壓器的一輸入電流，並且以該第二比流器量測該變壓器的一輸出電流； 以該低通濾波電路取得該輸入電流及該輸出電流中的直流成份，分別形成一第一指數波形及一第二指數波形； 以該帶通濾波電路取得該輸入電流及該輸出電流中的二次諧波及基本波的含量； 在該邏輯判斷電路中提供一第一參考門檻值及一第二參考門檻值； 比較該輸入電流及該輸出電流各自的該二次諧波相對於該基本波的一含量比率是否大於該第一參考門檻值，以判斷該輸入電流及該輸出電流是否各自為湧入電流；以及 若該二次諧波相對於該基本波的含量比率小於該第一參考門檻值，則該邏輯判斷電路比較該第一指數波形及該第二指數波形是否各自大於該第二參考門檻值，以判斷該輸入電流及該輸出電流是否各自為故障電流。
2. 如申請專利範圍第1項所述之應用於變壓器的差動電驛的故障電流判斷方法，更包括： 判斷該輸入電流及該輸出電流中是否僅有其一為故障電流；以及 若該輸入電流及該輸出電流中僅有其一為故障電流，則判定該變壓器的內部發生故障。
3. 如申請專利範圍第1項所述之應用於變壓器的差動電驛的故障電流判斷方法，更包括： 若該輸入電流中的該二次諧波相對於該基本波的該含量比率大於該第一參考門檻值，則判定該輸入電流為湧入電流；以及 若該輸出電流中的該二次諧波相對於該基本波的該含量比率大於該第一參考門檻值，則判定該輸出電流為湧入電流。
4. 如申請專利範圍第1項所述之應用於變壓器的差動電驛的故障電流判斷方法，更包括： 若該輸入電流中的該第一指數波形大於該第二參考門檻值，則判定該輸入電流為故障電流，否則判定該輸入電流為正常電流；以及 若該輸出電流中的該第二指數波形大於該第二參考門檻值，則判定該輸出電流為故障電流，否則判定該輸出電流為正常電流。
5. 如申請專利範圍第1項所述之應用於變壓器的差動電驛的故障電流判斷方法，其中該第一參考門檻值定義一二次諧波相對於基本波的含量比率值，該含量比率值由一介於5%至17%之間的數值及一介於17%至20%之間的數值所構成的群組中選擇其一。
6. 如申請專利範圍第1項所述之應用於變壓器的差動電驛的故障電流判斷方法，其中該第二參考門檻值由一介於0至0.1之間的數值及一介於0.1至0.2之間的數值所構成的群組中選擇其一。
7. 如申請專利範圍第1項所述之應用於變壓器的差動電驛的故障電流判斷方法，其中該第一比流器及該第二比流器各自為一無鐵芯的霍爾比流器。
8. 如申請專利範圍第1項所述之應用於變壓器的差動電驛的故障電流判斷方法，更包括： 提供一整流電路電性連接於該低通濾波電路，用以將該第一指數波形及該第二指數波形維持在正電位。
9. 一種應用於變壓器的差動電驛的故障電流判斷系統，包括： 一第一無鐵芯的霍爾比流器，用以量測一變壓器的一輸入電流； 一第二無鐵芯的霍爾比流器，用以量測該變壓器的一輸出電流； 一類比濾波電路，包括一低通濾波電路及一帶通濾波電路，其中該低通濾波電路分別將該輸入電流及該輸出電流中的弦波波形濾除後，以取得其直流成分而形成一第一指數波形及一第二指數波形，該帶通濾波電路分別取得該輸入電流及該輸出電流中的二次諧波及基本波含量； 一整流電路，電性連接於該類比濾波電路，並將該第一指數波形及該第二指數波形皆維持在正電位；以及 一邏輯判斷電路，包括一比較電路及一邏輯判斷機制，電性連接於該整流電路，該比較電路依據該輸入電流及該輸出電流中該二次諧波及基本波的含量比率關係，以及是否含有直流成分，判斷其是否為故障電流，並藉由該邏輯判斷機制判斷該輸入電流及該輸出電流中是否僅有其一為故障電流，以決定是否輸出一跳脫信號以驅動一斷路器。
10. 如申請專利範圍第9項所述之應用於變壓器的差動電驛的故障電流判斷系統，其中該第一參考門檻值定義一二次諧波相對於基本波的含量比率值，該含量比率值由一介於5%至17%之間的數值及一介於17%至20%之間的數值所構成的群組中選擇其一，並且該第二參考門檻值由一介於0至0.1之間的數值及一介於0.1至0.2之間的數值所構成的群組中選擇其一。