COMTRADE格式解析

文章目录

一、COMTRADE格式介绍
二、COMTRADE格式详解
三、COMTRADE格式Python处理
- 3.1 处理完的图片示例

一、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。

二、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。

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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

三、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()