COMTRADE格式解析

COMTRADE格式介绍

COMTRADE，全称为COMmon format for Transient Data Exchange，是一种用于交换电力系统传递的数字保护、控制和测量设备数据的标准格式。COMTRADE格式由IEEE Std C37.111-1999规范定义，它是一种通用的格式，许多厂家的设备都支持该格式。 COMTRADE格式的文件包括一个头文件和一个数据文件。头文件包含了数据文件的信息，例如每个采样的采样率、通道数、数据类型等等。数据文件包含了每个通道的采样数据，通道可以是电压、电流、信号、故障波形等等。 COMTRADE格式是一种非常灵活的格式，可以适应各种不同的应用场景。它可以同时处理多个通道的数据，并且支持高速采样和低速采样。同时，COMTRADE格式还支持数据压缩和加密，以提高数据传输的效率。

COMTRADE格式详解

COMTRADE格式的文件包括一个配置文件和一个数据文件。头文件包含了数据文件的信息，例如每个采样的采样率、通道数、数据类型等等。数据文件包含了每个通道的采样数据，通道可以是电压、电流、信号、故障波形等等。

COMTRADE格式的头文件包括以下信息：

• 文件类型：确定文件是配置文件（.cfg）还是数据文件（.dat）。
• 站名称：标识站点的名称。
• 通道数：确定数据文件中包含的通道数目。
• 采样率：数据文件中每个通道的采样率，以赫兹为单位。
• 采样数：数据文件中每个通道的采样数。
• 时标：数据文件的起始时间和日期。 数据格式：数据文件中每个采样的数据类型（整数、浮点数等）。
• 通道信息：每个通道的名称、单位、增益等信息。
• 事件信息：数据文件中所包含的事件（故障、开关操作等）信息。

COMTRADE格式的数据文件包含以下信息：

• 数据文件头：数据文件的头部信息，包括每个通道的信息、事件信息等。

• 数据记录：每个记录包含了每个通道在某个时间点的采样值。

COMTRADE格式具有以下特点：

• 支持高速采样和低速采样：COMTRADE格式可以处理高达100万样本/秒的高速采样数据和低速采样数据。

• 支持多个通道：COMTRADE格式可以处理多个通道的数据，通道可以是电压、电流、信号、故障波形等等。

• 支持数据压缩和加密：COMTRADE格式支持多种数据压缩和加密算法，以提高数据传输的效率和安全性。

• 兼容性良好：COMTRADE格式已被广泛采用，许多厂家的设备都支持该格式。

• 灵活性高：COMTRADE格式非常灵活，可以适应各种不同的应用场景。

  #厂站名称，记录装置的标识编号或名称，版本年号
  110kVxx北站,5635录波器,1999
  #通道总数，模拟通道数量，状态通道数量
  241,81A,160D
  #通道编号,通道名称，通道相，被监视的电路元件，通道单位，fCoefA[变换因子A]，fCoefB[变换因子B]，fTime[时间偏移]，fMin[此模拟量采样记录数据最小值],fMax[此模拟量采样记录数据最大值]，通道电压或电流互感器变比一次系数，通道电压或电流互感器变比二次系数，P或S，表明通道转换因子方程fCoefA * X + fCoefB得到的值还原为一次（P）还是二次（S）值的标识
  1,110kVⅠ段母线电压电压Ua,A,110kVⅠ段母线电压电压,V,0.0317994170,0.0000000000,0,-8191,8191,110000.0000000000,100.0000000000,S
  2,110kVⅠ段母线电压电压Ub,B,110kVⅠ段母线电压电压,V,0.0317052193,0.0000000000,0,-8191,8191,110000.0000000000,100.0000000000,S
  3,110kVⅠ段母线电压电压Uc,C,110kVⅠ段母线电压电压,V,0.0317111574,0.0000000000,0,-8191,8191,110000.0000000000,100.0000000000,S
  ...........
  80,厂配母联700#柜电流3Io,N,厂配母联700#柜电流,A,0.0353733636,0.0000000000,0,-8191,8191,2500.0000000000,5.0000000000,S
  81,1-频率曲线, , ,Hz,0.0050000000,0.0000000000,0,-8191,8191,1,1,S
  
  #通道编号:1
  #通道名称:110kVⅠ段母线电压电压Ub
  #通道相:A
  #被监视的电路元件:110kVⅠ段母线电压电压
  #通道单位:V
  #fCoefA[变换因子A]:0.0317994170
  #fCoefB[变换因子B]:0.0000000000
  #fTime[时间偏移]:0
  #fMin[此模拟量采样记录数据最小值]:-8191
  #fMax[此模拟量采样记录数据最大值]:8191
  #通道电压或电流互感器变比一次系数:110000.0000000000
  #通道电压或电流互感器变比二次系数:100.0000000000
  #P或S，表明通道转换因子方程fCoefA * X + fCoefB得到的值还原为一次（P）还是二次（S）值的标识
  
  #其中：实际值y与采样记录数据X的关系：y = fCoefA * X + fCoefB
  #所以实际的最值： Min = fCoefA * fMin + fCoefB;    Max = fCoefA * fMax~ + fCoefB; 
  
  #开关量依次为：通道编号/序号，通道名称，通道相，被监视电路元件，状态通道正常状态，
  1,xx甲线开关分位,NR,110kVxx甲线电流,0
  2,xx乙线开关分位,NR,110kVxx乙线电流,0
  3,x高线开关分位,NR,110kVx高线电流,0
  .......
  159,159#开关量通道,NR, ,0
  160,160#开关量通道,NR, ,0
  
  
  50  #系统电流电压的频率为50Hz
  2   #有两个采样频率
  5000,5501  #第一个采样频率: 在采样率为5000Hz下采了5501个点
  1000,8501  #第二个采样频率: 在采样率为1000Hz下采了8501个点
  15/10/2021,11:46:49.338900  #采样开始时间
  15/10/2021,11:46:49.438900  #采样结束时间
  BINARY  #dat文件记录格式为BINARY（二进制格式）, 还有一种是ASCII
  100 #时标倍率因子
  

COMTRADE格式Python处理

使用Python对波形数据进行处理能更好的查看数据的状态,进行分析,下面列一些简单的Python处理comtrade文件的代码

import matplotlib.pyplot as plt
from comtrade import Comtrade

cfgFile = "/abcd.cfg"
datFile = "/abcd.dat"
rec = Comtrade()
rec.load(cfgFile, datFile)
# 模拟通道的数量
analog_count = rec.analog_count

# 循环获取模拟通道的名称
for i in range(analog_count):
    print(rec.analog_channel_ids[i])

# 开关量通道的数量
digital_count = rec.digital_count
# 循环获取开关量通道的名称
for i in range(digital_count):
    print(rec.digital_channel_ids[i])

# 循环输出81个模拟量通道的采集数据
for analog in rec.analog:
    print(analog)

# 打印采集时间
print(rec.time)

# 打印采集的时间戳
print(rec.start_timestamp)

# 处理前三个通道的波形数据,因数据量过大,此处只取前250个点的采集数据
plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'
plt.figure()
plt.plot(rec.time[0:250], rec.analog[0][0:250])
plt.plot(rec.time[0:250], rec.analog[1][0:250])
plt.plot(rec.time[0:250], rec.analog[2][0:250])
plt.legend([rec.analog_channel_ids[0], rec.analog_channel_ids[1],rec.analog_channel_ids[2]])
plt.show()

处理完的图片示例