Transformatorn har en viktig uppgift för att elsystemet ska fungera optimalt och det är därav väldigt viktigt att den inte går sönder genom att exempelvis överhettas. Från att transformatorn har varit placerad utomhus har det nu blivit allt vanligare att placera den i en omslutande byggnad, vilket påverkar effektiviteten för kylningen av transformatorn. Detta eftersom hastigheten på det passerande luftflödet kring transformatorn blir lägre vilket leder till att temperaturen i luften runtomkring ökar. I detta examensarbete undersöktes lufttemperaturen i en transformatorstation i Västernorrland, i syfte att se hur transformatorn klarar av de belastningar och utomhustemperaturer som den utsätts för. Detta för att kunna säkerställa att temperaturgränser och riktlinjer för interna och externa temperaturer för en transformator uppfylls. Transformatorn som användes i undersökningen har en maximal skenbar effekt på 16 MVA och använder sig av kylsystemet ONAN. Byggnaden runtomkring transformatorn har två ventilationsluckor på nedre långsidan, samt två ventilationsluckor på övre kortsidan.  Målet med undersökningen var att genomföra en teoretisk analys av hur kylningen i den valda transformatorstationen dimensioneras, där simuleringar även skulle göras i syfte att validera den teoretiska analysen. De belastningar som undersökts har utgått ifrån tillhandahållna data ifrån den högsta lasten under en vanlig sommar- och vinterdag. Ett framtida fall har även undersökts där lasten antas gå på märkeffekt under en längre tidsperiod samt under en väldigt varm sommardag, för att se hur hårt transformatorn kan belastas i extrema förhållanden utan att gränser och riktlinjer överskrids. Det framtida fallet har delats upp i två scenarier, extremfall 20 samt extremfall 30, där skillnaden är vilken temperatur in i transformatorstationen de har. Alternativa lösningar för ventilationsluckorna har även studerats, gällande placering på väggar, storlekar samt gallers modell. Matematiska beräkningsmodeller för bland annat luftflödet, stationstemperaturen samt lindningsoch oljetemperaturer utvecklades fram under arbetet gång, vilka samlades i en Excel beräkningsmall. Simuleringar av byggnaden och transformatorn gjordes i COMSOL Multiphysics, där både 2D och 3D modeller undersöktes i syfte att dels analysera värmespridningen i oljan, dels den naturliga ventilationen. Utifrån de matematiska beräkningsmodellerna framgick det att vinterfallet körde på ca 49% belastning, medan sommarfallet körde på ca 10% belastning. Dessa båda fallen klarade alla gränser och riktlinjer kring externa och interna temperaturer för alla areastorlekar, placeringar och gallersmodeller som testades. I extremfallen uppfylldes de interna temperaturökningsgränserna, men extremfall 30 klarade inte den externa temperaturgränsen i något simuleringstest. Skulle ett extremfall 30 i framtiden inträffa, bör fläktar vid radiatorerna eller ventilationsluckorna övervägas, alternativt en större lucköppning där det enligt framräknade resultat behövs en förstoring av öppningarna på 57%. Ytterligare ett alternativ skulle kunna vara att placera ventilationsluckorna i taket, då detta visade sig ge bästa möjliga kylning av transformatorn i simuleringarna. Detta examensarbete skulle kunna användas som en grund inför framtida undersökningar och den framarbetade Excel beräkningsmallen kan användas som riktlinje vid dimensionering av inomhustransformatorstationer. / The transformer plays a crucial role for the electrical system to function optimally, making its reliability vital to prevent issues such as overheating. Traditionally, the transformer has been positioned outdoors. Nowadays it has become increasingly common to house transformers in enclosed buildings, which affects the cooling efficiency of the transformer. This enclosure reduces the speed of airflow around the transformer, subsequently raising the ambient air temperature. In this thesis, the air temperature in a transformer station in Västernorrland was investigated, to assess how the transformer withstands the loads and external temperatures it encounters. This to ensure that requirements and guidelines for internal and external temperatures for the transformer are met. The transformer used in the study has a maximum apparent power of 16 MVA and uses the ONAN cooling system. The enclosing building is equipped with two ventilation hatches on the longer lower side and two on the shorter upper side.  The aim of the investigation was to conduct a theoretical analysis of the cooling system’s dimensions at the selected substation, complemented by simulations to validate the theoretical findings. The loads investigated have been based on the data provided from the highest load during a normal summer and winter day. Additionally, a future scenario was explored where the transformer operates at rated power for extended periods during a very hot summer day to determine the maximum load the transformer can handle under extreme conditions without breaching the set requirements and guidelines. The future case has been divided into two scenarios, extreme case 20 and extreme case 30, where the difference is what temperature into the substation they have. Alternative design solutions for the ventilation hatches have also been studied, regarding placement on walls, sizes, and fire damper model. Mathematical calculation models for, among other things, the air flow, station temperature, winding- and oil temperatures were developed during the project and compiled into an Excel calculation template. Simulations of the building and the transformer were made in COMSOL Multiphysics, analysing both 2D and 3D models with the aim of studying the heat spread in the oil and the natural ventilation.  The mathematical models showed that the winter scenario operated at approximately 49% load, while the summer scenario operated at about 10% load. These two cases passed all requirements and guidelines regarding external and internal temperatures for all tested hatch sizes and locations. In the extreme cases, the internal temperature rise requirement was met. However, extreme 30 failed to meet the external temperature requirement in any simulation test. Should an extreme case 30 occur in the future, fans at the cooling fins or ventilation hatches may be necessary, or potentially enlarging the hatch openings by 57% as suggested by the calculations. Another alternative could be placing the ventilation hatches on the roof, as this arrangement provided optimal cooling in the simulations. This thesis could be used as a basis for future investigations and the developed Excel calculation template can be used as a guideline when dimensioning indoor transformer stations.

The transport sector accounts for a third of Sweden’s total greenhouse gas emissions where cars and heavy trucks dominate the use of fossil fuels. The Swedish government is now intensifying the work for an electrified transport sector where electric roads could be an important part. Electric roads enable heavy vehicles to charge their batteries while driving, which is expected to contribute to environmentally friendly and time-efficient freight transports. To implement electric roads, availability of electric power along the electric roads will be required. This study presents a plan for connecting an electric road to the electricity grid in the electricity network area of Vattenfall Eldistribution. From the results, the idea was to present general conclusions from the experiences of the study, that could contribute in further implementation of electric roads.  The road that has been selected for the study was the E4 between Gävle and Stockholm. A model for calculating the power demand along the electric road has been modeled and connection possibilities to transformer stations has been investigated. The analysis was based on three scenarios where different degrees of strengthening of the existing electricity network were assumed. In addition, a forecast for 2030 and a cost estimation for each scenario has been carried out. The result of the study indicates that for road sections close to larger cities, there are a larger number of connection options in comparison to rural areas. Furthermore, the designed solution in the study required strengthening of the electricity grid and the investment cost was 362 million Swedish crowns.

The transport sector accounts for a third of Sweden’s total greenhouse gas emissions where cars and heavy trucks dominate the use of fossil fuels. The Swedish government is now intensifying the work for an electrified transport sector where electric roads could be an important part. Electric roads enable heavy vehicles to charge their batteries while driving, which is expected to contribute to environmentally friendly and time-efficient freight transports. To implement electric roads, availability of electric power along the electric roads will be required. This study presents a plan for connecting an electric road to the electricity grid in the electricity network area of Vattenfall Eldistribution. From the results, the idea was to present general conclusions from the experiences of the study, that could contribute in further implementation of electric roads. The road that has been selected for the study was the E4 between Gävle and Stockholm. A model for calculating the power demand along the electric road has been modeled and connection possibilities to transformer stations has been investigated. The analysis was based on three scenarios where different degrees of strengthening of the existing electricity network were assumed. In addition, a forecast for 2030 and a cost estimation for each scenario has been carried out. The result of the study indicates that for road sections close to larger cities, there are a larger number of connection options in comparison to rural areas. Furthermore, the designed solution in the study required strengthening of the electricity grid and the investment cost was 362 million Swedish crowns.

Access control is a crucial aspect of cybersecurity, and Role Based Access Control (RBAC) is a typical framework for controlling the access to specific resources. However, in the context of Smart Grids, the usual authentication solution of using a trusted identity provider might not be possible to provide authentication of a user, as systems cannot rely on external services. This, in addition to devices in a substation being usually strictly controlled, means that having an RBAC limited to a desktop application can be necessary. Moreover, the cost of adding additional layers of security needs to be considered too, as the cost of adding specific features can vary significantly. This thesis thus looks into the existing solutions for desktop applications in substations, explains their viability and implements an RBAC system using Group Nesting in Windows user management, in the context of a configuration loading application on a main computer in a substation. It is then used to evaluate the cost of this new solution, in terms of maintainability, usability and flexibility, compared to the gained security. This is done by using static analysis of both codebases, and evaluation of usability and security. It shows that security can be added for a reasonable cost using Group Nesting in Smart Grids if the focus is to delegate some tasks to the directory, improving on the security of the application and the system as a whole. / Åtkomstkontroll är en viktig aspekt av cybersäkerhet, och rollbaserad åtkomstkontroll (RBAC) är ett typiskt ramverk för att kontrollera åtkomsten till specifika resurser. I smarta nät kan det dock hända att den vanliga autentiseringslösningen med en betrodd identitetsleverantör inte är tillräcklig för att autentisera en användare, eftersom systemen inte kan förlita sig på externa tjänster. Detta, förutom att enheterna i en transformatorstation vanligtvis är strikt kontrollerade, innebär att det kan vara nödvändigt att ha en RBAC som är begränsad till en datorapplikation. Dessutom måste kostnaden för att lägga till ytterligare säkerhetslager också beaktas, eftersom kostnaden för att lägga till specifika funktioner kan variera avsevärt. Denna avhandling omfattar därför dels undersökning av de befintliga lösningarna för datorapplikation i transformatorstationer, dels redogörelse av genomförbarheten och dels implementeringen av ett RBAC-system. Implementationen använder funktionen Group Nesting i Windows-användarhantering och integrerades i en applikation för konfigurationsinläsning på en huvuddator i en transformatorstation. Därefter utvärderas kostnaden för denna nya lösning i fråga om underhållbarhet, användbarhet och flexibilitet i förhållande till den ökade säkerheten. Detta görs med hjälp av statisk analys av de båda mjukvarulösningarna och utvärdering av användbarhet och säkerhet. Det visar att säkerheten kan ökas till en rimlig kostnad med hjälp av Group Nesting i smarta nät, om fokus ligger på att delegera vissa uppgifter till en katalog, vilket förbättrar säkerheten i applikationen och systemet som helhet. / Le contrôle ’daccès est un aspect essentiel de la cybersécurité, et utiliser des rôles pour implémenter cela est souvent le modèle recommandé. Pour autant, dans le contexte des réseaux électriques intelligents, il ’nest pas toujours possible de posséder un parti tiers fiable qui puisse faire autorité car il ne faut pas dépendre de systèmes extérieurs. ’Cest particulièrement vrai dans une sous-station où les ordinateurs connectés ont un rôle strictement défini. Ainsi il peut être nécessaire ’davoir un système de contrôle ’daccès basé sur les rôles (RBAC, Role-Based Access Control) uniquement contenu sur un ordinateur. Il faut de plus pouvoir estimer le coût de cette sécurité supplémentaire. Ce rapport évalue les solutions existantes dans cette situation et leur viabilité, et implémente un RBAC grâce à ’limbrication de groupe ’dutilisateur Windows, pour une application desktop pour le chargement de configuration pour l´ordinateur central ’dune sous-station. Cette implémentation est ensuite utilisée pour estimer les coûts associés à ’lajout ’dun RBAC en termes de maintenabilité, ’dutilisabilité et de flexibilité par rapport aux gains de sécurité. Cela est fait à travers des outils ’danalyse statique sur le code avant et après implémentation et ’dautres techniques ’danalyse de la sécurité et de la maintenabilité. Cela permet de montrer que, avec ’limbrication de groupes, il est possible ’dobtenir un niveau de sécurité satisfaisant tout en limitant les coûts associés, grâce au fait de déléguer les fonctions de gestion ’dutilisateur à un système de directory (répertoire).