Within the safety analysis industry there are a variety of tools used to ensure reliability and security of systems, ranging from mostly qualitative approaches to mostly quantitative. One safety analysis method that lies in between these two is called Layers Of Protection Analysis (LOPA). LOPA is known as a “semi-quantitative” approach that uses a mix of quantitative and qualitative approaches to draw conclusions. In this masters thesis the LOPA approach is demonstrated, in addition to being developed into two alternate LOPA approaches, known as MarkovLOPA and RBDLOPA. These two developed approaches use the concept of Markov chains and Reliability block diagram (RBD) respectively, to extend the applicability of the traditional LOPA methodology. Furthermore, a conventional hydraulic braking system (CHB), which includes ABS/TCS- and ESP functionality was analysed by these three methodologies. The results of the analysis show that in the analysis by LOPA and RBDLOPA 4- and 3 out of 10 scenarios need slight improvements and only 1 scenario for MarkovLOPA. Additionally, the validity of the alternative approaches are analysed by a sensitivity analysis, showing irregularities in the results, leading to the conclusion that further research and development is required prior to industrial applications of the approaches.

Informationssäkerhet är idag någonting som blivit allt viktigare med den ökade mängd information som bearbetas och den ökade risken för antagonistiska händelser. Att bygga upp ett omfattande säkerhetsskydd genom att genomföra en grundläggande säkerhetsskyddsanalys är därför av vikt för de verksamheter som kan påverka Sveriges säkerhet. Denna studie har undersökt detta genom att besvara två frågeställningar: 1.Vilka utmaningar finns det vid applicering av säkerhetsskyddsanalys för civila verksamheter inom Sverige? och 2. Hur bör dessa verksamheter applicera säkerhetsskyddsanalys för att handskas med de identifierade utmaningarna? För att besvara dessa frågor har en kvalitativ fallstudie genomförts där empiri har samlats in genom en dokumentstudie, semistrukturerade intervjuer, och en observation. Empirin har sedan analyserats genom hermeneutisk analys och analys inspirerad från grundad teori. Studiens resultat har sedan tagits fram i tre steg. Först genom en kartläggning av säkerhetsskyddsanalysen där analysen delades in i sex huvudsakliga steg: verksamhetsanalys, identifiering av skyddsvärde, konsekvensanalys, säkerhetshotbedömning, sårbarhetsanalys, och identifiering och värdering av säkerhetsåtgärder. Sedan genom att ta fram 24 utmaningar som delades in i fyra huvudsakliga områden: nationella utmaningar, verksamhetsutmaningar, ledningsutmaningar, och medarbetarutmaningar. Slutligen genom att sammanföra kartläggningen av säkerhetsskyddsanalysen och de identifierade utmaningarna till ett gemensamt ramverk för applicering av säkerhetsskyddsanalys. Den utförda studiens kunskapsbidrag är ett stöd och en förståelse av säkerhetsskyddsanalysens utförande för civila verksamheter för att minska bristerna i deras säkerhetsskydd. / In the present day, Information security has become an increasingly important matter due to the growing amount of information being processed as well as the increasing risk for antagonistic events. To build an extensive security protection through executing a fundamental security protection analysis is therefore of great importance for the organisations which are involved with the security of Sweden. This study has investigated the matter through answering two research questions: 1. Which challenges arise when applying security protection analysis for civil organisations in Sweden? and 2. How should these organisations apply security protection analysis to be able to deal with the identified challenges? A qualitative case study was completed to answer these questions with empirical data collected through a document study, semi-structured interviews, and observation. The empirical data were analysed by means of hermeneutic analysis and analysis informed by grounded theory. The result of the study has therefore been produced in three steps. First, through a mapping of the securty protection analysis where the analysis was divided into six main steps: activity analysis, identification of protection value, consequence analysis, security threat assessment, vulnerability analysis, and identification and valuation of security actions. Then, through producing 24 challenges, which were divided into four main areas: national challenges, organisation challenges, governance challenges, and coworker challenges. Finally, through combining the mapping of the security protection analysis and the identified challenges to a joint framework for application of security protection analysis. The konwledge contribution of the performed study is a support and an understanding of the execution of the security protection analysis for civil organisations to reduce the deficiencies in their security protection.

É importante que as redes elétricas tenham altos índices de confiabilidade, de forma a se manter a agilidade e a manutenção ideais para um melhor funcionamento. Por outro lado, o crescimento inesperado da carga, falhas em equipamentos e uma parametrização inadequada das funções de proteção tornam a análise de eventos de proteção mais complexas e demoradas. Além disso, a quantidade de informações que pode ser obtida de relés digitais modernos tem crescido constantemente. Para que seja possível uma rápida tomada de decisão e manutenção, esse projeto de pesquisa teve como objetivo a implementação de um sistema completo de diagnóstico que é ativado automaticamente quando um evento de proteção ocorrer. As informações a serem analisadas são obtidas de uma base de dados e de relés de proteção, via protocolo de comunicação IEC 61850 e arquivos de oscilografia. O trabalho aborda o sistema Smart Grid completo incluindo: a aquisição de dados nos relés, detalhando o sistema de comunicação desenvolvido através de um software com um cliente IEC61850 e um servidor OPC e um software com um cliente OPC, que é ativado por eventos configurados para dispará-lo (por exemplo, atuação da proteção); o sistema de pré-tratamento de dados, onde os dados provenientes dos relés e equipamentos de proteção são filtrados, pré-processados e formatados; e o sistema de diagnóstico. Um banco de dados central mantém atualizados os dados de todas essas etapas. O sistema de diagnóstico utiliza algoritmos convencionais e técnicas de inteligência artificial, em particular, um sistema especialista. O sistema especialista foi desenvolvido para lidar com diferentes conjuntos de dados de entrada e com uma possível falta de dados, sempre garantindo a entrega de diagnósticos. Foram realizados testes e simulações para curtos-circuitos (trifásico, dupla-fase, dupla-fase-terra e fase-terra) em alimentadores, transformadores e barras de uma subestação. Esses testes incluíram diferentes estados do sistema de proteção (funcionamento correto e impróprio). O sistema se mostrou totalmente eficaz tanto no caso de disponibilidade completa quanto parcial de informações, sempre fornecendo um diagnóstico do curto-circuito e analisando o funcionamento das funções de proteção da subestação. Dessa forma, possibilita-se uma manutenção muito mais eficiente pelas concessionárias de energia, principalmente no que diz respeito à prevenção de defeitos em equipamentos, rápida resposta a problemas, e necessidade de reparametrização das funções de proteção. O sistema foi instalado com sucesso em uma subestação de distribuição da Companhia Paulista de Força e Luz. / It is important that electrical networks have high levels of reliability in order to maintain the ideal agility and maintenance for better functioning. On the other hand, the often unexpected load growth, failures of protectionrelated equipment and inadequate parameterization of protection functions make the analyses of protection events more complex and time-consuming. Besides, the amount of information that can be retrieved from modern digital relays is constantly increasing. In order to aid a quick decision-making and maintenance practices, this research project aimed to implement a complete diagnosis system that is automatically activated whenever a protection-related event occurs. Information to be analyzed is obtained from a database and from the protection relays, via IEC 61850 communication protocol and oscillography files. The full smart grid system is addressed, including: the data acquisition and communication system developed through a software with an IEC61850 client and an OPC server and another software with an OPC client, which is activated by set triggering events (e.g. protection tripping); the data pre-processing system, in which the data is filtered, preprocessed and formatted; and the diagnostic system. A central database maintains updated all the data. For the diagnostic system, conventional algorithms and artificial intelligence techniques are applied; particularly, an expert system is implemented. The expert system was designed to deal with different sets of input information and uses different techniques to deal with a possible lack of data, always ensuring the delivery of diagnoses. Tests and simulations were performed for short-circuits (three-phase, phase-to-phase, double-phase-to-ground and phase-to-ground) on feeders, transformers and bus bars of a substation. These tests included different states of the protection system (proper functioning and malfunctioning). The diagnostic system proved to be fully effective under both complete and partial availability of information, always providing the fault diagnosis and the analysis of the protection functions. In brief, the system enables a much more efficient maintenance to power distribution utilities, especially when preventing equipment malfunctioning, quick responses towards system problems and the need to re-define some protection functions are required. It was successfully installed in a distribution substation of Companhia Paulista de Força e Luz, a Brazilian power distribution utility.

É importante que as redes elétricas tenham altos índices de confiabilidade, de forma a se manter a agilidade e a manutenção ideais para um melhor funcionamento. Por outro lado, o crescimento inesperado da carga, falhas em equipamentos e uma parametrização inadequada das funções de proteção tornam a análise de eventos de proteção mais complexas e demoradas. Além disso, a quantidade de informações que pode ser obtida de relés digitais modernos tem crescido constantemente. Para que seja possível uma rápida tomada de decisão e manutenção, esse projeto de pesquisa teve como objetivo a implementação de um sistema completo de diagnóstico que é ativado automaticamente quando um evento de proteção ocorrer. As informações a serem analisadas são obtidas de uma base de dados e de relés de proteção, via protocolo de comunicação IEC 61850 e arquivos de oscilografia. O trabalho aborda o sistema Smart Grid completo incluindo: a aquisição de dados nos relés, detalhando o sistema de comunicação desenvolvido através de um software com um cliente IEC61850 e um servidor OPC e um software com um cliente OPC, que é ativado por eventos configurados para dispará-lo (por exemplo, atuação da proteção); o sistema de pré-tratamento de dados, onde os dados provenientes dos relés e equipamentos de proteção são filtrados, pré-processados e formatados; e o sistema de diagnóstico. Um banco de dados central mantém atualizados os dados de todas essas etapas. O sistema de diagnóstico utiliza algoritmos convencionais e técnicas de inteligência artificial, em particular, um sistema especialista. O sistema especialista foi desenvolvido para lidar com diferentes conjuntos de dados de entrada e com uma possível falta de dados, sempre garantindo a entrega de diagnósticos. Foram realizados testes e simulações para curtos-circuitos (trifásico, dupla-fase, dupla-fase-terra e fase-terra) em alimentadores, transformadores e barras de uma subestação. Esses testes incluíram diferentes estados do sistema de proteção (funcionamento correto e impróprio). O sistema se mostrou totalmente eficaz tanto no caso de disponibilidade completa quanto parcial de informações, sempre fornecendo um diagnóstico do curto-circuito e analisando o funcionamento das funções de proteção da subestação. Dessa forma, possibilita-se uma manutenção muito mais eficiente pelas concessionárias de energia, principalmente no que diz respeito à prevenção de defeitos em equipamentos, rápida resposta a problemas, e necessidade de reparametrização das funções de proteção. O sistema foi instalado com sucesso em uma subestação de distribuição da Companhia Paulista de Força e Luz. / It is important that electrical networks have high levels of reliability in order to maintain the ideal agility and maintenance for better functioning. On the other hand, the often unexpected load growth, failures of protectionrelated equipment and inadequate parameterization of protection functions make the analyses of protection events more complex and time-consuming. Besides, the amount of information that can be retrieved from modern digital relays is constantly increasing. In order to aid a quick decision-making and maintenance practices, this research project aimed to implement a complete diagnosis system that is automatically activated whenever a protection-related event occurs. Information to be analyzed is obtained from a database and from the protection relays, via IEC 61850 communication protocol and oscillography files. The full smart grid system is addressed, including: the data acquisition and communication system developed through a software with an IEC61850 client and an OPC server and another software with an OPC client, which is activated by set triggering events (e.g. protection tripping); the data pre-processing system, in which the data is filtered, preprocessed and formatted; and the diagnostic system. A central database maintains updated all the data. For the diagnostic system, conventional algorithms and artificial intelligence techniques are applied; particularly, an expert system is implemented. The expert system was designed to deal with different sets of input information and uses different techniques to deal with a possible lack of data, always ensuring the delivery of diagnoses. Tests and simulations were performed for short-circuits (three-phase, phase-to-phase, double-phase-to-ground and phase-to-ground) on feeders, transformers and bus bars of a substation. These tests included different states of the protection system (proper functioning and malfunctioning). The diagnostic system proved to be fully effective under both complete and partial availability of information, always providing the fault diagnosis and the analysis of the protection functions. In brief, the system enables a much more efficient maintenance to power distribution utilities, especially when preventing equipment malfunctioning, quick responses towards system problems and the need to re-define some protection functions are required. It was successfully installed in a distribution substation of Companhia Paulista de Força e Luz, a Brazilian power distribution utility.

The first part of this master’s thesis, which is more theoretical, contains information relating to prices in general, construction budgets, cost calculation of construction works and materials and costs. In the second part describes the use of materials and their properties, surface treatment and analysis of selected locksmith constructions.