为什么功率因数会出现负值？（一）

功率因数通常都是正值，但现场测试时，会遇到仪器测量结果出现负值或正负跳变的情况，本文就和大家聊聊功率因数出现负值或正负跳变的常见工况。

参考功率分析仪手册，可参阅到有功功率P计算是瞬时的电压电流相乘后求平均：

其中：n为采样点数，由测量区间决定。

功率因数PF＝P／S。其中S为视在功率，且一直为正值，所仪功率因数PF的正负跟随P的变化，当P为负时，PF也就是负了。

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发电系统

参考IEC60375标准，功率因数PF＝P／S，正负号由有功功率的方向决定。有功功率P和功率因数PF处于四象限运行，指示了测评点的发电／用电特性。当被测负载是发电的，按照IEC标准，位于第二、第三象限时，此时功率因数PF为负值。

图1 IEC四象限

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接线错误

现场实测时，若线路电流超过测量仪器本身最大允许的rms和峰值，需要外接传感器或者电流钳等扩展测量范围，传感器、电流钳的方向一定要和我们的接线示意图的方向一致，按照电流从源流向设备，是从源电压的正极流出，负极流入来接线。若接线人员操作疏忽，接线时电压或者电流有线接反，就会导致有功功率为负值，功率因数PF也就出现负值了。注意：不外接传感器，直接测量时，也需注意电压电流方向，接错方向也会出现负值。

图2 带电流方向标识传感器

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被测信号本身特性

电压U、电流I基波频率不相关时，长期累计平均功率P趋于0，短期内受不同更新周期计算起点影响，累积平均功率不能抵消，不同计算起点累计的正负会有所不同，P会出现正负跳动。PF正负跟随P，此时PF也会出现正负跳变。U、I波形图举例下图。

图3 U和I波形举例

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负载因素

负载接近纯感性或者纯容性，由于仪器本身精度或者外界噪声会引起U、I相位角在90°附近变化，从而出现P正负跳变。PF正负跟随P，此时PF也会出现正负跳变。

图4 正负跳变