The electric grid is important in modern society, so the outages should be few. The transmission grid should have a real high availability, since it transports electrical energy across the country. Then, it is difficult to plan outages for maintenance and installation. This thesis lists twenty surveys about failures of circuit breakers and disconnectors, with data about the cause and the lifetime. It also contains a survey of about forty condition-measuring methods for circuit breakers and disconnectors, mostly applicable to the electric contacts and the mechanical parts. As there is no published method to monitor the electric contacts at voltages around 400 kV, a system with IR sensors has been installed at the nine contacts of six disconnectors. The purpose is to avoid outages for maintenance by estimating the condition of the contacts while the disconnectors are still connected to high voltage. The measured temperatures are collected by radio and regressed against the square of the current, since the best exponent for the current was found to be 2.0. The coefficient of determination $R^2$ is high, greater than 0.9. This gives for each contact a regression coefficient, which can serve as an estimate of the condition of the contact. The higher the coefficient is, the more heat is produced at the contact, which can damage the material. This enables a ranking of the different contacts and shows which the worst ones are. This coefficient can also give a dynamic rating of the disconnector. / Elnätet är viktigt i det moderna samhället, så antalet avbrott bör vara lågt. Särskilt stamnätet bör ha en särskilt hög tillgänglighet, då det transporterar elektrisk energi tvärsöver landet. Då blir det svårt att planera avbrott för underhåll och utbyggnad. Denna avhandling tar upp tjugo studier av fel i brytare och frånskiljare med data om felorsak och livslängd. Den har också en översikt av ett fyrtiotal olika metoder för tillståndsmätningar för brytare och frånskiljare, som huvudsakligen rör de elektriska kontakterna och de mekaniska delarna. Eftersom det inte finns någon beskriven metod för att övervaka elektriska kontakter för spänningar på runt 400 kV, har ett system med IR sensorer installerats på de nio kontakterna på sex frånskiljare. Målet är att minska antalet avbrott för underhåll genom att skatta skicket hos kontakterna, när frånskiljarna fortfarande är kopplade till högspänning. De uppmätta temperaturerna tas emot genom radio och behandlas genom regression mot kvadraten av strömmen, då den bästa exponenten för strömmen visade sig vara 2,0. Förklaringsfaktorn $R^2$ är hög, över 0,9. För varje kontakt ger det en regressionskoefficient, som blir en skattning av kontaktens skick. Ju högre koefficienten är, desto mer värme utvecklas det i kontakten, vilket kan leda till skador på materialet. Kontakternas olika koefficienter ger en rankordning dem och därmed en möjlighet att prioritera vilken frånskiljare som ska underhållas först. Systemet kan också användas för att minska eller öka den tillåtna strömmen baserat på skicket. / <p>QC 20150522</p>

Photovoltaic panels are widely used to harvest solar energy. In the general application the panels are connected to an inverter that allows the power to be feed to the grid. The possibility to emulate a photovoltaic panel in a laboratory environment simplifies the development of inverters. Existing solutions are either expensive or not performing good enough. This thesis presents a real-time model that has fast enough transient response to be used with the future’s solar panel inverters. The solution is based on an interleaved synchronous buck converter with an analogue current control loop. A micro-controller is utilizing a look up table to steer the power stage to mimic the output of a real panel. The content of the look up table can be exchanged to emulate an arbitrary photovoltaic panel in different environmental conditions. The emulator output is stable in the load case with a typical inverter connected to it. It is oscillating with a limited amplitude under open circuit. A hardware implementation of the system confirms the functionality. The current controller can correct a load step in 20 μs. The output switching ripple is below 1 mA. / Fotovoltaiska paneler är ett väl etablerat sätt att ta tillvara på solenergi. Den vanligaste tillämpningen är att panelerna är anslutna till en växelriktare för att möjliggöra att energin matas ut på elnätet. Att kunna emulera en solcellspanel i laboratoriemiljö förenklar utvecklingen av växelriktare. Befintliga system är antingen dyra eller presterar inte bra nog. Denna avhandling presenterar en realtidsmodell som kan hantera transienta förlopp tillräckligt snabbt för att kunna användas med framtidens solpanelsväxelriktare. Lösningen är baserad på en tvåfas synkron buck-omvandlare med en analog strömreglering. En mikroprocessor använder uppslagstabell för att styra effektsteget till att efterlikna utsignalen från en verklig panel. Innehållet i uppslagstabellen kan bytas ut för att emulera en godtycklig solpanel i olika driftsförhållanden. Emulatorns utsignal är stabil med en typisk växelriktare ansluten som last. Utsignalen svänger med en begränsad amplitud under öppen krets. Experimentiella tester bekräftar funktionen. Strömregleringen kan korrigera ett belastningssteg inom 20 μs. Utgångens strömrippel är under 1 mA.

With an increased demand on high-efficiency electrical machines in traction applications, better understanding in the losses induced by the converter is needed. The harmonic losses from the converter are non-negligible part of the total losses in an induction machine, and these harmonic losses have been studied here with a focus on iron, skin-effect and proximity losses. The main goal of the thesis is to advise how the modulation method can be changed to lower these time harmonic losses in an induction machine. A model of the induction machine was created in the FEM(Finite Element Method) software FLUX. The iron, the proximity and the skin-effect losses were simulated in the FLUX model with different modulation method to analyse the time harmonic losses due to respective phenomena. The modulation method at higher operation is square-wave modulation, this is due to that maximum fundamental voltage has been reached. At lower operation, pulse width modulation is used, and the switching frequency can be increased to lower the time harmonics losses in the motor. The iron losses simulated in FLUX show that the losses increase with frequency even if the motor enters flux weakening operation at higher frequencies. The proximity phenomena gives rise to a distinct increase of resistive losses in the conductor closest to the air gap in the stator winding. The skin-effect phenomena affects the losses at square-wave modulation of high frequencies mostly as the time harmonics are larger and of low order. / Med en ökad efterfrågan på högeffektiva elektriska maskiner i traktionsapplikationer, måste man ha en högre förståelse i de förluster som induceras av frekvensomvandlaren. Förlusterna från frekvensomvandlaren är en icke försumbar del av de totala förlusterna i induktionsmaskinen. Förlusterna har här analyserats med fokus på järn-, skineffekt- och proximityförluster. Huvudsyftet med examensarbetet är att ge råd i hur moduleringsmetoden kan ändras för att sänka övertonsförlusterna i en induktionsmaskin. En modell av induktionsmaskinen skapades i FEM(Finita Elementmetoden) mjukvaran FLUX. Järn-, proximity- och skineffektförlusterna simulerades i FLUX-modellen med olika moduleringsmetoder för att analysera övertonsförluster på grund av respektive fenomen. Moduleringsmetoden vid högre drift är fyrkantmodulering, det är på grund av att maximal fundamental spänning har uppnåtts. Vid lägre drift har pulsbreddsmodulering använts och switchfrekvensen kan ökas för att sänka övertonersförlusterna i motorn. Järnförlusterna som simulerades i FLUX-modellen visar att förlusterna ökar med frekvensen även när motorn utsatts för fältförsvagning vid högre frekvensker. Proximityfenomenet ger upphov till en tydlig ökning av resistiva förluster i ledaren närmast luftgapet i statorlindningen. Skineffektfenomenet påverkar förlusterna på fyrkantsmoduleringen av höga frekvenser, mest på grund av att övertonerna är större och av låg ordning.

There are different ways to store and process large amount of data. Hadoop iswidely used, one of the most popular platforms to store huge amount of dataand process them in parallel. While storing sensitive data, security plays animportant role to keep it safe. Security was not that much considered whenHadoop was initially designed. The initial use of Hadoop was managing largeamount of public web data so confidentiality of the stored data was not anissue. Initially users and services in Hadoop were not authenticated; Hadoop isdesigned to run code on a distributed cluster of machines so without properauthentication anyone could submit code and it would be executed. Differentprojects have started to improve the security of Hadoop. Two of these projectsare called project Rhino and Project Sentry [1].Project Rhino implements splittable crypto codec to provide encryptionfor the data that is stored in Hadoop distributed file system. It also developsthe centralized authentication by implementing Hadoop single sign on whichprevents repeated authentication of the users accessing the same services manytimes. From the authorization point of view Project Rhino provides cell-basedauthorization for Hbase [2].Project Sentry provides fine-grained access control by supporting role-basedauthorization which different services can be bound to it to provide authorizationfor their users [3].It is possible to combine security enhancements which have been done inthe Project Rhino and Project Sentry to further improve the performance andprovide better mechanisms to secure Hadoop.In this thesis, the security of the system in Hadoop version 1 and Hadoopversion 2 is evaluated and different security enhancements are proposed, consideringsecurity improvements made by the two aforementioned projects, ProjectRhino and Project Sentry, in terms of encryption, authentication, and authorization.This thesis suggests some high-level security improvements on theCentralized authentication system (Hadoop Single Sign on) implementationmade by Project Rhino.

In public opinion, protection against asteroids impact has always been on the agenda of space engineering. Actually it started from 1994 when Shoemaker Levy stroke Jupiter. This protection works in two steps: detection of threat and deflection. Some space agencies and foundations monitor the sky and set up scenario. Although the sky is nowadays well monitored and mapped, there is no global plan nowadays against this threat. This paper focuses on the deflection step, and aims at forecasting which variables are involved and their consequences on the deflection mission. In fact the result depends on several factors, like the time before hazardous moment, the accuracy of detection tools, the choice of deflection method, but the most unpredictable are human factors. This study shows a strategy and so tries to give some new response parts to the global deflection problem.

Distributed storage systems provide fast and reliable access to data by intro- ducing redundancy for stored les. The most common approach of adding re- dundant information is by repetition and erasure codes. Two main processes in a distributed storage system are reconstruction of original le and regenerat- ing a new node. These two processes require bandwidth, which are termed as reconstruction-bandwidth and repair-bandwidth. The current literature treat- s these two processes separately. That is, there are methods to reduce the reconstructing bandwidth without considering the repair-bandwidth, and also there are methods to reduce the repair-bandwidth. We study these two pro- cesses together and try to jointly minimize the reconstruction-bandwidth and repair-bandwidth. We observe a method that has the minimum reconstruction- bandwidth might have large amount of repair-bandwidth and vice versa. We propose codes which minimizes the sum of the repair-bandwidth and reconstruction- bandwidth. The main contribution of this thesis is nding an value of repair locality r (number of nodes connected during node repair) and devising two coding meth- ods in which total bandwidth approximates to be half reduced compared with MSR and MBR when k ! 1 under the condition that 1 6 r 6 k.

Vi står inför en fantastisk spännande men utmanande tid gällande den gröna omställningen. För att omställningen ska ske behövs en stor förändring göras inom transportsektorn. Denna process är redan i full gång och elbilar etablerar sig mer och mer på marknaden för varje år som går. När antalet laddningsbara bilar ökar, så ökar även kraven och förväntningarna på elnätet. Dagens elnät är inte dimensionerat med denna typ av belastning i åtanke och därför har detta examensarbete undersökt hur lågspänningsnätet ställer sig med en mer utbredd elbilssektor.

Potentialskillnader mellan elektriskt utsatta delar och andra åtkomliga ledande delar i byggnaden eller anläggningar kan orsaka livsfarliga elektriska urladdningar (strömgenomgångar) vid beröring. Potentialskillnader orsakar även problem för elektriska apparater att fungera tillfredsställande i sin omgivning. Syftet med studien var att undersöka och identifiera uppkomsten till potentialskillnader samt de olika tolkningskonflikter som finns vid förbyggandet av problemen. Dagens elmiljöproblem beror till stor del på den snabba teknikutvecklingen av elektroniken vi använder. För att lösa en stor del ut detta problem utför man potentialutjämning. Resultatet av denna studie visar att skyddsutjämning ska utföras i alla anläggningar. Det skyddar mot elchock i byggnader och industriella anläggningar. Funktionsutjämning upprätthåller utrustningens funktionssäkerhet i industriella anläggningar och är inte ett krav. Den skiljer sig beroende på nivå av känslig miljö. Denna studie utfördes som examensarbete på Kungliga Tekniska Högskolan för Ramböll Sverige AB. Tolkningarna har gjorts utifrån Elinstallationsreglerna, SEK Handbok 413 samt SEK Handbok 449.

Power Quality (PQ) has gained a lot of importance in the last decade. Several solutions to power quality problems have been proposed and developed. With the advent of solid state technology and power electronics in the power system protection devices, faster switching is achievable. In order to control and minimize the power quality problems which occur in extremely short times of less than 100ms, the need arises for a selection of devices that can switch faster than today. Also, the economic losses that occur in the network due to the power quality problems increase the incentive to transform the existing devices into faster and e fficient devices. This transformation can be seen as valuable from both a technical and economical point of view to the distribution networks today where a large number of customers are connected. However, in order to interpret the value these fast switching devices render to the distribution network a prior study is required. This thesis presents a picture of the devices that can be suitable for fast switching in today’s distribution network, and how to determine their value to the distribution network. Further it summarizes the research work related to this field. The description of the devices and technical aspects is presented first. A literature review of proposed devices is given. The technical aspects of power quality and its problems is described. An approach to estimate the value of the fast switching devices is detailed from different literature. The study shows that fast switching devices can be worthy to invest in when seen from a distribution network’s perspective provided that different technical aspects are taken into account.

Ansys, Flux or COMSOL are examples of software-tools that can be used to study magnetic noise, caused by magnetic forces in the air-gap, in induction motors. The project team wanted to use COMSOL in this thesis. The electromagnetical domain needs to be coupled to the mechanical domain to complete the study. The air-gap forces, calculated in the electromagnetical model using the Rotating Machinery module, can be exported to the Acoustic-Solid Interaction module in COMSOL to enable the vibro-acoustic analysis. An electromagnetical model of an induction motor is developed in two-dimensions in the finite element method based software-tool COMSOL Multiphysics in this thesis. Simulation results obtained in the frequency domain are compared with results achieved in the software-tool FEMM. Simulation results of the phase inductance, distribution of the flux density and the torque are compared. The simulated torque in COMSOL is validated with the torque derived based on an equivalent lumped model of the induction motor. A time-dependent simulation of the motor is made at 4.7% slip and 1A (peak) supply. The obtained torque is 0.33Nm. The same value is achieved in the frequency study in COMSOL. The corresponding value is 0.003Nm higher in FEMM. The evaluated air-gap forces at 4.7% slip can be used for studying vibro-acoustics in COMSOL. / Ansys, Flux eller COMSOL är exempel på datorprogram som kan användas för att studera magnetiskt brus, orsakad av magnetiska krafter i luftgapet, i induktionsmotorer. Projektgruppen ville använda COMSOL i det här examensarbetet. För att kunna utföra studien måste den elektromagnetiska domänen kopplas till den mekaniska domänen. Luftgapskrafterna, beräknade i den elektromagnetiska modellen genom att använda modulen för roterande maskiner, kan exporteras till modulen Acoustic-Solid Interaction för att möjliggöra den vibro-akustiska analysen. En elektromagnetisk modell av en induktionsmotor är utvecklad i två dimensioner i finita elementmetoden-baserade programvaran COMSOL Multiphysics i det här examensarbetet. Simuleringsresultat från frekvensdomänen jämförs med resultat som uppnås med datorprogramvaran FEMM. Simuleringsresultat för fas-induktansen, fördelningen av flödestätheten och momentet jämförs. Det simulerade momentet i COMSOL valideras med momentet som härleds utifrån induktionsmotorns motsvarande ekvivalenta schema. En tidsberoende motor-simulering genomförs vid 4.7% slip, matad med 1A (topp-värde). Det erhållna momentet är 0.33Nm. Samma värde erhålls i frekvensstudien i COMSOL. Värdet är 0.003Nm högre i FEMM. De beräknade luftgapskrafterna vid 4.7% slip kan användas för att göra en vibroakustisk studie i COMSOL.