Diploma thesis describes design and function verification of device for filling tap hole of electric arc furnace with tap hole diameter from 190 mm to 250 mm. The theses includes drive design calculation of chute swinging movement and bearing calculations. Another part of the thesis deals with verification of device functions which it is completed with process description of creating DEM simulation in program YADE. The thesis also includes basic experiments for determination angle of internal friction, angle of repose, coefficient of restitution and angle of material friction on a steel surface. Drawing documentation of selected assemblies is part of the thesis.

Der Ausbau dezentraler Energieanlagen wie fotovoltaischen Anlagen beeinflusst die Netzzustände signifikant. Dabei ist unsicher, wo und in welchem Maße deren Ausbau zukünftig erfolgt. Es ist nun an den Netzbetreibern gleichzeitig die aktuellen Herausforderungen zu meistern und die Netzplanung und -regelung für die Zukunft zu aktualisieren. Eine statistische Methode wird entwickelt, die Verteilnetzplanung unter Einsatz von quasi-stationär modellierten ”Smart Grid”-Lösungen wie Blindleistungsreglern und regelbaren Ortsnetztransformatoren ermöglicht. Durch Stichprobenverfahren werden Unsicherheiten wie Ort, Größe und Leistungsprofile der Energieanlagen in das Netzmodell eingebunden. Diese als probabilistischer Lastfluss bekannte Methode wird durch Gütemaße im Bereich geringer Kombination evaluiert. Beispiele probabilistischer Netzplanung werden an Netztopologien präsentiert.:Abbildungsverzeichnis iv Tabellenverzeichnis viii Abkürzungsverzeichnis viii Formelzeichen x 1. Einleitung 1 1.1. Definition der Herausforderung 1 1.2. Netzplanung 2 1.3. Ziel der Arbeit3 1.4. Struktur der Arbeit 5 2. Normen und technische Rahmenbedingungen 6 2.1. DIN EN 50160 6 2.2. VDE-AR-N 41057 2.3. Technische Anschlussbedingungen 9 2.4. Erneuerbare-Energien-Gesetz 11 2.5. Zusammenfassung 12 3. Gliederung probabilistischer Lastflussverfahren 13 3.1. Punktschätzende und iterative Verfahren 14 3.2. Gliederung nach Stichprobenverfahren 15 3.3. Reduzierung des Grundraumes 16 3.3.1. Cluster-Analyse17 3.3.2. Ausreißerbehandlung 21 3.3.3. Wahrscheinlichkeits- und Verteilungsfunktion 21 3.4. Methode der Stichprobenziehung 22 3.4.1. Einfache Zufallsstichprobe 23 3.4.2. Systematische Stichprobe24 3.4.3. Geschichtete Zufallsstichprobe 25 3.5. Reduzierung des Stichprobenraumes 26 3.6. Invertierung von Stichproben 26 3.7. Zusammenfassung 27 4. Vergleich probabilistischer Verfahren 28 4.1. Nicht-Gaußsche Eingangsdaten 28 4.2. Bestimmung notwendiger Clusterzentren 29 4.3. Erstellung des Stichprobenraumes pro Kombination 31 4.4. Gütemaße und Effizienz von Stichprobenverfahren 33 4.4.1. Median 34 4.4.2. Median der absoluten Abweichung vom Median 37 4.4.3. Maximale normierte Perzentilsdifferenz 40 4.4.4. Zusammenfassung 43 4.5. Streuung der Stichprobenverfahren bei wiederholter Ausführung 44 4.5.1. Median 44 4.5.2. Median der absoluten Abweichung vom Median 45 4.5.3. Maximale normierte Perzentilsdifferenz 47 4.5.4. Zusammenfassung 49 4.6. Sensitivität bei unterschiedlicher Anzahl statistischer Netzknoten 52 4.6.1. Median 52 4.6.2. Median der absoluten Abweichung vom Median 54 4.6.3. Maximale normierte Perzentilsdifferenz 56 4.6.4. Zusammenfassung58 4.7. Notwendige Kombinationen für Ziel-Gütemaße 59 5. Software-basierte probabilistische Verteilnetzplanung 61 5.1. Struktur der entwickeltenSoftware 61 5.2. Last- und Erzeugungsprofile 63 5.2.1. Synthetische Haushaltslast 63 5.2.2. Elektrofahrzeug 64 5.2.3. Wärmepumpe 65 5.2.4. Photovoltaische Anlagen 66 5.2.5. Windenergieanlagen 66 5.3. Optimale Auswahl nach Regeleffizienz 67 5.4. DezentraleWirkleistungsregler 68 5.4.1. P(U)-Regler für Schnellladeinfrastruktur 68 5.4.2. P(U)-Regelung von Wärmepumpen gemäß thermischer Grenzen 69 5.5. Blindleistungsregler 72 5.5.1. Zentrale Steuerung 73 5.5.2. Dezentrale Regelung 75 5.5.3. Verteilte Regelung 79 5.6. Regelbarer Ortsnetztransformator 83 5.7. Automatisierte Netzausbauplanung 86 5.7.1. Transformatortausch 87 5.7.2. Vergrößerung des Leiterquerschnitts 89 5.7.3. Zusätzliche Stichleitung 89 5.7.4. Kostenberechnung 90 5.8. Zusammenfassung 91 6. Anwendungsfälle probabilistischer Planung 92 6.1. Verwendete Verteilnetzmodelle 94 6.2. Abschätzung der Auswirkung von PV-Anlagenausbau 95 6.2.1. Unterschiede der Planungsverfahren zur Schätzung der PVA-Nennleistung 95 6.2.2. Einfluss der Blindleistungsregelung auf mögliche Anlagenleistung 100 6.3. Abschätzung von Netzauslastungen in Wohngebieten 106 6.3.1. Annahmen und Szenarien 107 6.3.2. Auswertung der Knotenspannungen 110 6.3.3. Auswertung der Betriebsmittelauslastungen 116 6.4. Zusammenfassung 118 7. Zusammenfassung und Ausblick 119 Literaturverzeichnis 121 Anhang 135 A. Statistische Merkmale 135 A.1. Empirische Wahrscheinlichkeitsfunktion 135 A.2. Kumulative empirische Verteilungsfunktion 136 A.3. Quantile 136 A.4. Interquartilsabstand 137 B. PLF-Methoden 138 B.1. Veröffentlichte PLF-Methoden 138 B.2. Test Gaußsche Verteilung 138 C. Definitionen 140 C.1. Symbole für Flussdiagramme 140 C.2. Zählpfeilsystem 140 D. Ergänzende Ergebnisse 142 E. Danksagung 143 / Development of distributed energy units such as photovoltaic systems affects grid states significantly. It is uncertain, where and to what extent the development of these units is carried out in the future. It is now up to the distribution system operator to cope with todays grid challenges and to update grid planning and control for the future. A statistical method is developed, which incorporates quasi-stationary modeled ”smart grid” solutions such as reactive power controllers and on-load tap-changers. Uncertainties such as location, size and power profiles of energy systems are integrated into the grid model by sampling. This method is known as probabilistic load flow and is evaluated by quality measures at low combinations. Examples on probabilistic grid planning of different grid topologies are presented.:Abbildungsverzeichnis iv Tabellenverzeichnis viii Abkürzungsverzeichnis viii Formelzeichen x 1. Einleitung 1 1.1. Definition der Herausforderung 1 1.2. Netzplanung 2 1.3. Ziel der Arbeit3 1.4. Struktur der Arbeit 5 2. Normen und technische Rahmenbedingungen 6 2.1. DIN EN 50160 6 2.2. VDE-AR-N 41057 2.3. Technische Anschlussbedingungen 9 2.4. Erneuerbare-Energien-Gesetz 11 2.5. Zusammenfassung 12 3. Gliederung probabilistischer Lastflussverfahren 13 3.1. Punktschätzende und iterative Verfahren 14 3.2. Gliederung nach Stichprobenverfahren 15 3.3. Reduzierung des Grundraumes 16 3.3.1. Cluster-Analyse17 3.3.2. Ausreißerbehandlung 21 3.3.3. Wahrscheinlichkeits- und Verteilungsfunktion 21 3.4. Methode der Stichprobenziehung 22 3.4.1. Einfache Zufallsstichprobe 23 3.4.2. Systematische Stichprobe24 3.4.3. Geschichtete Zufallsstichprobe 25 3.5. Reduzierung des Stichprobenraumes 26 3.6. Invertierung von Stichproben 26 3.7. Zusammenfassung 27 4. Vergleich probabilistischer Verfahren 28 4.1. Nicht-Gaußsche Eingangsdaten 28 4.2. Bestimmung notwendiger Clusterzentren 29 4.3. Erstellung des Stichprobenraumes pro Kombination 31 4.4. Gütemaße und Effizienz von Stichprobenverfahren 33 4.4.1. Median 34 4.4.2. Median der absoluten Abweichung vom Median 37 4.4.3. Maximale normierte Perzentilsdifferenz 40 4.4.4. Zusammenfassung 43 4.5. Streuung der Stichprobenverfahren bei wiederholter Ausführung 44 4.5.1. Median 44 4.5.2. Median der absoluten Abweichung vom Median 45 4.5.3. Maximale normierte Perzentilsdifferenz 47 4.5.4. Zusammenfassung 49 4.6. Sensitivität bei unterschiedlicher Anzahl statistischer Netzknoten 52 4.6.1. Median 52 4.6.2. Median der absoluten Abweichung vom Median 54 4.6.3. Maximale normierte Perzentilsdifferenz 56 4.6.4. Zusammenfassung58 4.7. Notwendige Kombinationen für Ziel-Gütemaße 59 5. Software-basierte probabilistische Verteilnetzplanung 61 5.1. Struktur der entwickeltenSoftware 61 5.2. Last- und Erzeugungsprofile 63 5.2.1. Synthetische Haushaltslast 63 5.2.2. Elektrofahrzeug 64 5.2.3. Wärmepumpe 65 5.2.4. Photovoltaische Anlagen 66 5.2.5. Windenergieanlagen 66 5.3. Optimale Auswahl nach Regeleffizienz 67 5.4. DezentraleWirkleistungsregler 68 5.4.1. P(U)-Regler für Schnellladeinfrastruktur 68 5.4.2. P(U)-Regelung von Wärmepumpen gemäß thermischer Grenzen 69 5.5. Blindleistungsregler 72 5.5.1. Zentrale Steuerung 73 5.5.2. Dezentrale Regelung 75 5.5.3. Verteilte Regelung 79 5.6. Regelbarer Ortsnetztransformator 83 5.7. Automatisierte Netzausbauplanung 86 5.7.1. Transformatortausch 87 5.7.2. Vergrößerung des Leiterquerschnitts 89 5.7.3. Zusätzliche Stichleitung 89 5.7.4. Kostenberechnung 90 5.8. Zusammenfassung 91 6. Anwendungsfälle probabilistischer Planung 92 6.1. Verwendete Verteilnetzmodelle 94 6.2. Abschätzung der Auswirkung von PV-Anlagenausbau 95 6.2.1. Unterschiede der Planungsverfahren zur Schätzung der PVA-Nennleistung 95 6.2.2. Einfluss der Blindleistungsregelung auf mögliche Anlagenleistung 100 6.3. Abschätzung von Netzauslastungen in Wohngebieten 106 6.3.1. Annahmen und Szenarien 107 6.3.2. Auswertung der Knotenspannungen 110 6.3.3. Auswertung der Betriebsmittelauslastungen 116 6.4. Zusammenfassung 118 7. Zusammenfassung und Ausblick 119 Literaturverzeichnis 121 Anhang 135 A. Statistische Merkmale 135 A.1. Empirische Wahrscheinlichkeitsfunktion 135 A.2. Kumulative empirische Verteilungsfunktion 136 A.3. Quantile 136 A.4. Interquartilsabstand 137 B. PLF-Methoden 138 B.1. Veröffentlichte PLF-Methoden 138 B.2. Test Gaußsche Verteilung 138 C. Definitionen 140 C.1. Symbole für Flussdiagramme 140 C.2. Zählpfeilsystem 140 D. Ergänzende Ergebnisse 142 E. Danksagung 143

The motivation for inception of this MSc. thesis which follows on from a term project of the same name was the transfer of the application for building private virtual OpenVPN networks from Windows XP operating system to Windows CE Embedded 6.0 platform. The project deals with virtual private networks in general and looks more closely at its implementation - OpenVPN. It also introduces the basic features of the Windows CE operating system. The project goes on to describe device drivers in NT-based Windows operating systems, the Windows Driver Model used, the NDIS network interface model and also the model of Windows CE drivers - the Stream Interface Model. The project continues with a~description of communication in OpenVPN application and primarily the role of TUN/TAP virtual network interfaces. This is followed by a proposal for transfer of TUN/TAP adapter drivers together with a description of limitations and necessary modifications between both platforms. As a result a TAP network device driver is implemented whose function is verified by test application that emulates the behaviour of a TUN adapter. The project concludes with an evaluation of the achieved results, the possibilities for further work on this theme and with the overall contribution of this project.

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The Peace River Valley (British Columbia, Canada) is an area of intensive unconventional oil and gas (UOG) exploitation, an activity that can release contaminants with possible adverse effects on the fetus. My project aimed to estimate the importance of this exposure. For this aim, we 1) measured concentrations of 21 trace elements in tap water and biological (hair, urine, nails) samples from 85 pregnant women in this region; 2) compared them with those from the general population and health-based guidance values; 3) assessed their correlations between matrices; and 4) evaluated their associations with the density and proximity of UOG wells (i.e., wells within radii of 2.5 km, 5 km, 10 km, and with all wells in British Columbia around residences). Spearman's rank correlation and multiple linear regression analyses adjusted covariates were performed. Our results showed higher urinary and hair levels of certain trace elements compared to reference populations (e.g., Co, Ba, Sr, Mn, V, Ga). Concentrations in tap water correlated strongest with concentrations in hair, followed by nails and urine. Positive (e.g., Al, Mn, Cu, Ga, Cd, Ba, Cr, Sr, U) and negative (e.g., Fe) associations were observed between the density and proximity of UOG wells and the concentrations of certain trace elements in tap water, hair, and nails. Our results suggest that pregnant women living in an active area of UOG exploitation are likely to be more exposed to certain trace elements than the general population, but the association with density and proximity to wells remains uncertain. / La vallée de la rivière de la Paix (Colombie-Britannique, Canada) est une zone d’exploitation de pétrole et de gaz naturel par méthodes non-conventionnelles (PGNNC), une activité qui est susceptible de libérer des contaminants avec des effets nocifs possibles sur le foetus. Mon projet visait à estimer l’importance de cette exposition. À cette fin, nous avons 1) mesuré les concentrations de 21 éléments traces dans des échantillons de cheveux, d'ongles, d'urine et d'eau du robinet de 85 femmes enceintes de cette région, 2) comparé celles-ci avec celles de la population générale et des valeurs-guides, 3) évalué leur corrélation entre matrices et 4) évalué leur association avec la densité et proximité des puits (mesures pour des rayons de 2,5 km, 5 km, 10 km, et sans limite autour des résidences). Des analyses de corrélation de Spearman et de régression linéaire multiple ajustées pour certaines variables ont été effectuées. Les concentrations urinaires et capillaires étaient plus élevées pour certains éléments traces par rapport aux populations de référence (p. ex. Co, Ba, Sr, Mn, V, Ga). Les concentrations dans l'eau du robinet étaient plus fortement corrélées avec les concentrations dans les cheveux, suivis des ongles et de l'urine. Des associations positives (p. ex. Al, Mn, Cu, Ga, Cd, Ba, Cr, Sr, U) et négatives (p. ex. Fe) ont été observées entre la densité/proximité des puits de PGNNC et les concentrations de certains éléments traces dans les échantillons d'eau, de cheveux et d’ongles. Nos résultats portent à croire que les femmes enceintes vivant dans une zone active de PGNNC sont susceptibles d’être plus exposées à certains éléments traces que la population générale, mais le lien avec la densité et la proximité des puits demeure incertain.

This master thesis investigates a redesign for a maintenance tube, used for both sampling and draining transformer oil from a tap changer compartment. With the current design, one can do one or the other of sampling and draining. The effect of this on a transformer site during maintenance means that personnel must bring extra equipment to do the maintenance routine. Along with the extra equipment, it also involves climbing the transformer an extra time to place the equipment for draining. The project aims to address several issues in the context of the product. Redesigning the product to reduce maintenance time, and therefore downtime and electrical outages. Reducing the number of times that the transformer housing needs to be climbed in order to perform maintenance work. This with the purpose of improving working environment for maintenance personnel. With the new design of the maintenance tube, draining and sampling can be done with the same pipe without the need for extra equipment. This is through a mechanism in the tube which allows the personnel to choose whether to drain oil from the bottom of the container or to take oil samples from an area in the tap-changer housing which gives more accurate results. The function of the mechanism can be described in the same way as a pen, where if you push the button, a tube will extract itself and close of the sampling inlets, enabling draining from the bottom. Push the button again and the same tube will retract, allowing you to take samples from the appropriate area again. The new design also adheres to the dimensional requirements needed for the design to fulfil the additional functions the tube has. The project results in a design which would not only fill requirements of functions but also preserves some of the previous parts along with their interfaces. This means that the new design could be installed on current versions of tap-changer models when the next service interval is due.

<p>Significant seasonal changes in chemical and microbiological water quality can occur in buildings at different fixture locations due to temperature and time dependent reaction rates. Here, a series of calibrated plumbing hydraulic-water quality models were developed for the extensively monitored Retrofitted Net-zero Energy, Water & Waste (ReNEWW) house in West Lafayette, Indiana USA. Knowledge gaps that inhibited higher resolution water quality modeling were also identified. The eight new models predict the absolute level of free chlorine, total trihalomethanes (TTHM), Cu (Copper), Fe (Iron), Pb (lead), NO₃^–(nitrate-nitrogen), heterotrophic plate count (HPC), and <i>Legionella spp.</i> concentration at each fixture for plumbing use, operational characteristics, and design layouts of the plumbing system. Model development revealed that the carrying capacity to describe Legionella spp. growth (and other organisms) under water usage and plumbing design conditions is lacking in the literature. This information needed for higher resolution modeling. Reducing building water use by 25% prompted increased absolute concentrations of HPC and Legionella, each increasing by a factor of about 10⁵. When the service line length was increased, Legionella spp. concentrations increased by up to 10⁶gene copies /L in the Summer season. The proposed modeling framework can be used to support better planning, design, analysis, and operational decision-making.</p>

Vibrations are everywhere around us all the time and we often recognise them as sounds that we can hear and analyse with our brain. In this thesis, data that has been gathered from a diverter switch (DS) in a controlled environment, is analysed. This data consists of vibroacoustic measurements and information to indicate what is happening inside the DS as the vibroacoustic data is gathered. The frequency properties of vibroacoustic data from the DS gathered before this thesis are displayed using a wavelet transformation model. This means the frequency properties of the signal can be approximated for all times in the operation with a certain accuracy. As the DS is built from many different components, the frequency properties of these components are compared to the time-frequency picture of the full DS operation. This sort of comparison ends up not being feasible as the complexity of the DS frequency pattern is much more than that of a sum of its component’s frequency pattern. A second approach of analysing the gathered vibroacoustic data is by using a classification model. The information about what is happening inside of the DS is used to train a logistic regression model on different defined regions of the vibroacoustic data. Before the training is preformed though, the different defined regions are transformed into frequency space with help of the fast Fourier transform. With this, a classification model is produced, where vibroacoustic data of any time region can be fed into the model and the model will classify which defined region this vibroacoustic data belongs to. The results are promising, and the model can be used both for classification of the defined regions and potentially used to determine if the vibroacoustic properties of the DS has changed due to wear of the mechanical components or transformer oil.

During the pressing of powder mixtures to make cemented carbide tools, the degree to which the powder spreads to fill the die and to which it compacts is uncertain. This leads to inconsistent dimensions and densities in the finished product. This performance changes with the composition of the powder, including the amount of pressing agent in the mixture, the particle size distribution and particle shape. One way to quantify the degree to which powder will spread to fill the mold evenly is using the property called 'flowability'. There are several techniques by which flowability can be measured, and each technique does not always give results that are consistent with other techniques. It is, therefore, important to know what technique(s) predict(s) the final behavior of the powder in this application before it is used in quality assurance or to design a process. Additionally, powder size distribution and shape metrics are measured using dynamic image analysis to investigate if there is any relationship between key values of these properties and compaction behavior. In this study, static Angle of repose, Tap Density, Hall flow time and Powder rheometry were benchmarked against each other and against the dimensions of presses and liquid phase sintered tool inserts to understand which technique had the strongest dependence on the compactability, which was defined as the ratio of the tallest dimension in the insert to the smallest. After the study, the results showed that a more extensive particle size distribution improves the compaction properties and that the powders with a higher resistance to a rotating blade tend to have better compaction properties. On the other hand, a clear pattern for the results of all measurement methods and the correlation between the compaction behavior of the carbide tools could not be discerned. In conclusion, the study showed that it is possible to determine a relationship between the results of measurement methods and the compaction behavior of powders. By using simple tests to predict the compactability properties, both money and time can be saved on the research of new, improved powder. Furthermore, the implementation of this study can lead to even better pressing and compactibility properties in the future for cemented carbide tools. / Vid pressning av pulverblandningar för tillverkning av hårdmetallverktyg är det osäkert i vilken grad pulvret sprider sig för att fylla matrisen och i vilken grad det komprimeras. Detta leder till inkonsekventa dimensioner och densitet i den färdiga produkten. Denna prestanda förändras med pulvrets sammansättning, inklusive mängden bindemedel som finns i blandningen, partikelstorleksfördelningen och partikelformen. Ett sätt att kvantifiera i vilken grad pulvret sprids för att fylla formen jämnt är att använda den egenskap som kallas "flytbarhet". Det finns flera tekniker för att mäta flytbarhet, och varje teknik ger inte alltid resultat som överensstämmer med andra tekniker. Det är därför viktigt att veta vilken eller vilka tekniker som förutsäger pulvrets slutliga beteende i denna tillämpning innan den används i kvalitetssäkring eller för att utforma en process. Vidare mäts pulvrets partikelstorleksfördelning och form med dynamisk bildanalys för att undersöka om det finns något samband mellan nyckelvärden för dessa egenskaper och komprimeringsbeteendet. I den här studien jämfördes statisk rasvinkel, tappdensitet, hallflödestid och pulverreometri samt med dimensionerna på pressar och sintrade verktygsinsatser i vätskefas för att förstå vilken teknik som hade det starkaste beroendet på kompatibiliteten, vilket definieras som förhållandet mellan den högsta dimensionen i insatsen och den minsta. Efter studien visade resultaten att en mer omfattande partikelstorleksfördelning förbättrar komprimeringsegenskaperna och att pulver med högre motståndskraft mot ett roterande blad tenderar att ha bättre komprimeringsegenskaper. Vidare kunde inte ett tydligt mönster för resultaten för alla mätmetoder och sambandet på komprimeringbeteendet för hårmetallverktygen urskiljas. Sammanfattningsvis visade studien på att det går att använda sig av mätmetoder för att kunna urskilja ett samband mellan resultaten på mätmetoderna och pulvers kompaktibillitetsegenskaper. Genom att använda sig av enkla mätningar för att kunna förutsäga kompaktibilitetsegenskaper samt komprimeringsbeteende kan både pengar respektive tid sparas. Vidare kan genomförandet av denna studie i framtiden leda till ännu bättre pressnings- samt kompaktibilitetsegenskaper för hårdmetallverktyg.

This is a bachelor's thesis in Mechanical engineering. The main topic of the thesis is the electrical calculation of the tap changer's shield. Although there are many kinds of tap-changers, this study focuses on VUCL models. The theoretical background of the thesis is that the new shield is suitable and useable in all VUCL models. The primary topic of the thesis is to study that the new shield protects the resistance box in the middle of the tap changers. To do this study, Creo Parametric, Comsol, and SpaceClaim are the programs used. / Detta är en kandidatexamen i maskinteknik. Avhandlingens huvudämne är den elektriska beräkningen av kranbytarens sköld. Även om det finns många olika typer av lindnings fokuserar denna studie på VUCL modeller. Den teoretiska bakgrunden för avhandlingen är att den nya skölden är lämplig och användbar i alla VUCL-modeller. Det primära ämnet för avhandlingen är att studera det nya sköld skyddar motståndet rutan i mitten av lindningskopplare. För att göra denna studie är Creo Parametric, Comsol och SpaceClaim de program som används.