Archivos COMTRADE: formato .cfg, .dat, .hdr y .inf

Respuesta corta

COMTRADE es el formato común para intercambiar registros de fallas, pruebas y simulaciones del sistema eléctrico, definido por la norma de doble logo IEC/IEEE 60255-24:2013, publicada también como IEEE C37.111-2013. Un registro clásico tiene un archivo de configuración (.cfg) que describe canales, escalas, muestreo y hora, y un archivo de datos (.dat) con las muestras, más dos opcionales (.hdr e .inf). Desde 2013 los cuatro pueden ir en un solo archivo .cff.

Qué es COMTRADE

COMTRADE (Common Format for Transient Data Exchange) es el formato estándar para guardar e intercambiar datos de series de tiempo del sistema eléctrico: registros de fallas de relés y registradores, resultados de pruebas y salidas de programas de simulación de transitorios. Gracias a él, un registro tomado por un relé de un fabricante se puede abrir en el programa de otro, comparar con el registro del otro extremo de la línea o reproducir con un equipo de inyección secundaria.

La versión vigente es la norma de doble logo IEC/IEEE 60255-24:2013, idéntica a IEEE C37.111-2013. Antes existieron las revisiones IEEE de 1991 y 1999 y la primera edición IEC de 2001. La revisión de 2013 añadió:

El archivo único .cff, que reúne en secciones el contenido de .cfg, .inf, .hdr y .dat.
Dos tipos de datos nuevos: binary32 (enteros de 4 bytes) y float32 (reales de 4 bytes).
Dos líneas nuevas al final del .cfg: una con el código de tiempo y la diferencia entre la hora local y UTC, y otra con la calidad del tiempo de las muestras.
Soporte de caracteres Unicode UTF-8.

Es la pieza central del análisis de fallas eléctricas: casi todo lo que se ve en una oscilografía viene de un archivo COMTRADE.

Las partes de un registro

Archivo	¿Obligatorio?	Qué contiene
.cfg (configuración)	Sí	Texto que describe el registro: estación, equipo, canales, escalas, frecuencia, muestreo, fechas y tipo de datos
.dat (datos)	Sí	Las muestras: número de muestra, estampa de tiempo, valores analógicos y estados digitales, en ASCII o binario
.hdr (cabecera)	No	Texto libre del autor del registro: descripción del evento, datos de la red, notas
.inf (información)	No	Información adicional en secciones públicas, que cualquier programa puede leer, y privadas, propias de cada fabricante
.cff (archivo único)	Alternativa	Desde 2013, los cuatro anteriores en un solo archivo

El .cfg y el .dat deben tener el mismo nombre base. Si alguien renombra uno y no el otro, el registro deja de abrir. La norma IEEE C37.232 (COMNAME) propone una convención para nombrar los archivos con fecha, hora, subestación, circuito y equipo, útil cuando se manejan cientos de registros.

Qué describe el archivo de configuración

El .cfg es un archivo de texto que se puede abrir con cualquier editor. Línea por línea, define:

Estación, identificación del equipo y año de revisión del formato (1991, 1999 o 2013).
Número y tipo de canales: cuántos analógicos y cuántos digitales (de estado).
Cada canal analógico: nombre, fase, circuito, unidades, factores de conversión a y b (valor = a·muestra + b), desfase de tiempo del muestreo del canal, valores mínimo y máximo, relación primario-secundario y si el valor resultante está en primario o en secundario.
Cada canal digital: nombre, fase, circuito y estado normal.
Frecuencia nominal de la red (50 o 60 Hz).
Tasas de muestreo: cuántas tasas distintas hay en el registro y hasta qué muestra se usa cada una.
Estampas de tiempo: la hora de la primera muestra y la del instante de disparo del registro.
Tipo de archivo de datos: ASCII, BINARY, BINARY32 o FLOAT32.
Factor de multiplicación de las estampas de tiempo.
En la revisión 2013, el código de tiempo y la relación hora local–UTC, y la calidad del tiempo de las muestras.

La relación primario-secundario y el indicador P/S del .cfg evitan uno de los errores más comunes del análisis: comparar corrientes primarias del registro con un ajuste en amperios secundarios, o al revés.

Muestreo y resolución

Cada equipo registra con su propia tasa de muestreo, que se expresa en muestras por segundo o en muestras por ciclo. Un registrador de fallas dedicado suele muestrear más rápido que un relé, porque está pensado para ver transitorios; el relé registra lo que necesita para su función. La norma incluye un anexo informativo sobre tasas de muestreo para intercambio de datos y un programa de ejemplo para convertir la frecuencia de muestreo.

Para el análisis importa:

Muestras por ciclo: con pocas muestras se ve bien la magnitud fundamental, pero se pierden armónicos altos y detalles de la extinción de la corriente.
Duración de prefalla y posfalla: sin unos ciclos previos no se ve la carga ni la tensión antes de la falla; sin posfalla no se ve el recierre.
Canales digitales: la resolución de una entrada binaria en la oscilografía es la del muestreo, pero su instante real depende también del filtro antirrebote del equipo.

Un registro en ASCII se puede inspeccionar con un editor de texto; uno binario ocupa menos espacio y es el más común en equipos modernos.

Qué programas leen COMTRADE

Prácticamente todo el software de análisis de registros lo soporta. Algunos ejemplos:

Visores de los fabricantes de relés: SIGRA de Siemens analiza registros de protecciones y registradores con vistas de señal en el tiempo, vectores, diagramas circulares y tablas, y calcula impedancias y componentes simétricas. SYNCHROWAVE Event de SEL muestra y analiza reportes de eventos de relés SEL y archivos COMTRADE. Los demás fabricantes principales tienen herramientas equivalentes.
Software de equipos de inyección secundaria: permite reproducir un registro COMTRADE sobre un relé para comprobar cómo responde ante la falla real.
Herramientas de análisis y programación: existen librerías y programas de terceros para leer COMTRADE en hojas de cálculo o en lenguajes de programación.

Antes de culpar al archivo, verifique que el programa soporte la revisión y el tipo de datos del registro.

COMTRADE en las pruebas

Reproducir un COMTRADE con un equipo de inyección es una de las pruebas más valiosas para entender una actuación dudosa: se inyecta en el relé exactamente lo que vio en la falla, con sus ajustes, y se observa si dispara igual. También se usa en puesta en servicio para probar funciones difíciles de simular con estados simples, como la pérdida de sincronismo. Vea inyección secundaria.

Errores comunes con archivos COMTRADE

Enviar solo el .dat o solo el .cfg.
Renombrar uno de los archivos y no el otro.
Comparar valores primarios con ajustes secundarios.
Confiar en la hora del registro sin revisar si el equipo estaba sincronizado o en qué zona horaria graba.
Mezclar registros de dos extremos con tasas de muestreo distintas sin alinearlos.
Exportar desde el software del fabricante con una revisión que el destinatario no soporta.

Guías relacionadas

Envíenos sus registros

Si tiene registros COMTRADE de un disparo y necesita saber qué pasó, nuestro equipo los analiza de forma remota junto con los ajustes del relé, para cualquiera de las marcas principales. Cuando el problema está en la parametrización, lo corregimos con nuestra configuración remota de relés, y cuando está en la coordinación, con un estudio de coordinación de protecciones. Escríbanos desde contacto.

Referencias

IEC/IEEE 60255-24:2013, Measuring relays and protection equipment – Part 24: Common format for transient data exchange (COMTRADE) for power systems (IEEE Std C37.111-2013).
IEEE C37.232: formato común para nombrar archivos de datos de series de tiempo (COMNAME).
IEEE C37.239-2010: formato común para intercambio de datos de eventos (COMFEDE), inactiva-reservada.

Preguntas frecuentes

¿Cómo abro un archivo COMTRADE?

Necesita al menos el .cfg y el .dat con el mismo nombre y en la misma carpeta, o un solo .cff. Se abren con visores de registros de los fabricantes de relés, con el software de los equipos de inyección secundaria y con otros programas de análisis que soporten la revisión del formato del archivo.

¿Por qué el archivo COMTRADE no abre en mi programa?

Las causas más comunes son que falta el .dat o tiene otro nombre, que el programa no soporta la revisión 2013 o los tipos binary32 y float32, o que el archivo quedó incompleto al descargarlo. Revise la primera línea del .cfg: allí está el año de revisión del formato.

¿Los valores del COMTRADE están en primario o en secundario?

Depende de cómo lo generó el equipo. El .cfg de cada canal analógico trae la relación primario-secundario y un indicador de si los valores convertidos con sus factores de escala quedan en primario o en secundario. Revíselo antes de comparar con los ajustes del relé.