本发明涉及一种光子差动保护装置，其特征在于：它包括光源、光纤耦合器、多模光纤、设置在保护区间两端的第一和第二光学电流传感器、保偏光纤和电子处理单元；光源发出的光信号P₀通过多模光纤传输至光纤耦合器中被分成功率相等的两束光P_0a和P_0b，P_0a和P_0b通过多模光纤均传输至第一光学电流传感器；第一和第二光学电流传感器均对保护区间的电流进行检测，根据检测到的电流，第一光学电流传感器对P_0a和P_0b均进行第一次偏振和旋转后的第一和第二偏振光均传输至第二光学电流传感器中进行第二次旋转和检光，得到的第一和第二光信号P_ax和P_bx均传输至电子处理单元中进行处理，电子处理单元将处理结果与预设值进行比较，实现对保护区间故障的判定。本发明可以广泛应用于智能电网中。