Elektrik Elektronik Mühendisliği Ödev Yaptırma: Güç Kalitesi Ölçümlerinde Veri Görselleştirme

Güç kalitesi (PQ—Power Quality), bir elektrik sisteminin gerilim, akım ve frekans parametrelerinin standartlarda tanımlanan sınırlar içinde kalma derecesidir. Endüstriyel tesislerde hatalı tetiklenen korumalar, motor ısınmaları, elektronik sürücü arızaları, bilgisayar ve otomasyon sistemlerindeki veri bozulmaları çoğu zaman “görülmeyen” bir ortak nedene bağlanır: zayıf güç kalitesi. Ölçüm cihazları; harmonikler, ara harmonikler, flicker, gerilim çökmesi/yükselmesi, geçici olaylar (transient), dengesizlik, frekans sapması, kısa süreli kesintiler, temel bileşen RMS gibi pek çok metriği ham veri yığınları halinde sunar. Bu ham veri, doğru bir görselleştirme tasarımı olmadan karar vericiye hiçbir şey söylemez.

Bu yazı, Elektrik–Elektronik Mühendisliği öğrencilerinin ödev/proje çalışmalarında —“ödev yaptırma” niyetinde olanların bile doğrudan uygulayabileceği şekilde— ölç, analiz et, görselleştir, yorumla akışını uçtan uca, uygulamalı örnekler ve vaka analizleri ile anlatır. Amaç, güç kalitesi ölçümlerini ekran görüntüsü bombardımanı olmaktan çıkarıp, hikâye anlatan ve bakınca karar verdiren interaktif panellere dönüştürmektir.

1) Güç Kalitesi Parametrelerine Kısa, İşlevsel Bir Bakış

Ödeve başlamadan önce “neyi” göstereceğimizi kesinleştirelim:

RMS Gerilim/Akım (temel & toplam): Zaman eksenli eğilimler, olay anındaki sapmalar.
Harmonikler & THD (Total Harmonic Distortion): 2.–50. (veya 63.) harmonikler; bar grafikler, ısı haritaları.
Ara harmonikler: Sürücüler ve değişken frekanslı kaynakların izi.
Gerilim olayları: Çökme (sag), yükselme (swell), kesinti; dip/swell derinliği–süresi dağılımları.
Flicker (Pst/Plt): Aydınlatmada titreşim hissi; taşınan kısmi güç dalgalanmaları.
Dengesizlik (unbalance): Fazlar arası büyüklük ve açı uyumsuzlukları.
Frekans sapması ve ROCOF: Adalı/mikroşebeke işletiminde kritik.
Geçici olaylar (transient): Hızlı tepe gerilimleri; ekipman ömrü ve EMC.

Ödev ipucu: Parametrelerin hepsini aynı önemle vermek yerine, tesisin problem hipotezi ile ilişkilendir. Örneğin motor arızaları için 5., 7., 11., 13. harmonikler ve negatif sıra bileşeni kritik olabilir.

2) Ölçüm ve Veri Toplama: Kalite, Görselleştirmenin Tavanını Belirler

Görselleştirme, ölçüm kalitesinden bağımsız değil.

Örnekleme oranı ve bant genişliği: Transient yakalamak için kHz–MHz sınıfı; harmonik analiz için en az 5–10 kHz önerilir.
Senkronizasyon: Zaman damgasında PTP/NTP; çok noktalı ölçümlerde senkron şart.
Cihaz sınıfı: IEC 61000-4-30 Class A/B; sınıf A veriyi rapor güveni için tercih edin.
Veri formatı: COMTRADE, PQDIF, CSV/Parquet; kayıp paket ve bozuk kayıt denetimi.

Kontrol listesi: Ölçüm noktası–dönüştürücü oranları–topraklama düzeni–shunt/CT/VT kalibrasyonu–yalıtım—hepsi bir tabloda.

3) Veri Temizleme ve Ön İşleme: Görsel Gürültüyü Öldürmek

Görselleştirmeden önce veri temiz olmalı.

Eksik veri (NA) yönetimi: Lineer/spline interpolasyon, olay pencerelerinde asla uydurma yapma; bayrakla.
Aykırı değer (outlier) tespiti: Hampel filtresi, IQR; transient ile sensör hatasını ayırt et.
Zaman hizası: Farklı cihazlardan gelen akışları tek zaman ekseninde birleştir.
Birimler & ölçekler: kV–V, A–kA, p.u.—etiketleri standartlaştır.

Uygulama: 1 haftalık ölçümde %3 veri boşluğu var. Olay pencerelerinde boşluk işaretlenir, regresyonla doldurulmaz; trend panellerinde ise kısa boşluklar spline ile görsel süreklilik için doldurulur ve “(i)” bilgi baloncuğunda belirtilir.

4) Görselleştirme Prensipleri: “Doğru Grafik, Doğru Soru”

Her metrik için en iyi gösterim farklıdır:

Zaman serileri: RMS gerilim/akım, frekans; pan–zoom destekli çizgi graﬁk.
Harmonik spektrum: Çubuk/bar grafiği; log ölçekli THD trendi.
Isı haritası (heatmap): Gün–saat eksenine karşı THD, belirli harmonik büyüklükleri.
Olay dağılımı: Derinlik–süre saçılımı (sag/swell), CBEMA/ITIC eğrileri üzerine bindirme.
Kutu grafiği (boxplot): Faz dengesizlik dağılımı.
Gül diyagramı/rozet (rose): Geçici olay yönlülüğü (varsa), faz açı saçılımı.
Pareto sütunları: Olay sayısına göre en problemli feeder/hat/trafo.

Tasarım tüyosu: Bir panelde en fazla 3 katman. Her katman aynı metriğin farklı perspektifi olmalı (ör. THD günlük heatmap + aynı gün seçili saat için harmonik bar + o saat için gerilim dalgaformu).

5) Renk, Ölçek ve Etiket: Mühendislikte Estetik de Mühendisliktir

Renk paleti: Anlamlı ve körlüğe duyarlı (ColorBrewer ayarında). “Kırmızı = ihlal”, “yeşil = uygun” gibi koşullu renklendirme net olmalı.
Eksenler: Mutlaka birim; kV, A, Hz, %, p.u. Yazı boyu uzaktan okunur ölçekte.
Eşik çizgileri: Standart limitleri yatay çizgilerle gösterin (ör. THD% sınırı).
Anotasyon: Olay anı işaretleri; hover ile detay.
Log–lineer seçimi: Harmoniklerde log ölçek, RMS’te lineer çoğu zaman daha anlamlı.

6) Gösterge Panelleri (Dashboard) ve Hiyerarşi: “Kırmızı Noktayı” Buldurun

Üç katmanlı akış:

Yönetici özeti (Overview): Tesis genelinde KPI kartları: THD_V ortalama/maks, olay sayısı, en problemli hat, Pst/Plt, dengesizlik yüzdesi.
Alan–hat–trafo ayrımı (Drill-down): Seçimli harita/şema üzerinde tıklanabilirlik.
Analiz sayfası: Seçilen hat için zaman serileri, harmonik bar, heatmap, olay dağılımı, dalgaform.

Örnek senaryo: “Hafta içinde 3 numaralı hatta 5–7. harmonikler artmış; Salı 14:00–15:00 penceresinde üç sag ve bir transient var.” Bu cümleyi dashboard size kurdurmalı.

7) Harmonikleri Anlatmanın 4 Yolu (ve Ne Zaman Hangisi?)

Bar Grafiği: Anlık harmonik spektrum (2–50).
THD Trend: 15 dk ortalama, günlük heatmap.
Polar–faz diyagramı: Özellikle tekil harmonik faz açı dağılımı.
Sıra bileşen görselleştirmesi: Pozitif–negatif–sıfır bileşen payları.

Vaka: Bir sürücü grubu devreye girince 5. harmonik %4’ten %7’ye çıkıyor; heatmap ile saat–gün paterni netleşiyor.

8) Gerilim Olayları: CBEMA/ITIC Üzerine Bindirmeli Dağılım

Çökme–yükselme olaylarını derinlik–süre uzayında saçılım noktaları ile verin; CBEMA/ITIC eğrisi fonksiyonel bir arka plan sağlar. Her noktaya eşlik eden yük grubu (ör. CNC, fırın, HVAC) rengi verilebilir.

Uygulama: 200 ms sürede %40 çökme anları, CNC tezgâhlarının hatalı resetleriyle birebir örtüşüyor; bu görsel argüman, kompanzasyon/ride-through yatırımı için kuvvetli kanıt.

9) Flicker: İstatistiği Görselleştirmek

Flicker ölçütleri Pst (kısa dönem, 10 dk) ve Plt (uzun dönem, 2 saat) histogram ve S-çizgisi (empirik CDF) ile sunulmalı; limit çizgisi ve ihlal yüzdesi üstte gösterilmeli. Trendin nöbet saatlerinde arttığı ısı haritası, üretim planlamayla ilişki kurar.

10) Dengesizlik ve Sıra Bileşenleri: Faz Diyagramları

Vektör diyagramı: Faz büyüklük ve açı farklarını bir bakışta.
Negatif/zero-sequence oranlarını gauge kartlarıyla.
Faz–faz kutu grafikleri: Gün içi dağılım.

Ödev artısı: Dengesizliğin motor ısınma katsayısı ile ilişkisini tek bir açıklayıcı görselde anlatın.

11) Geçici Olaylar: Dalgaform, Spektrum ve Zarf

Transient’ler için üçlü gösterim etkilidir:

Dalgaform (µs–ms): Tepe ve sürenin anotasyonu.
Dalgacık spektrogramı: Enerjinin zaman–frekans dağılımı.
Zarf/tepe tespit: Aşırı gerilim sayacı.

Vaka: Kapasitif anahtarlama transient’i, dalgacık sahnesinde 2–8 kHz aralığında yüksek enerji gösteriyor; reaktif güç kontrol algoritmasıyla ilişkilendirildi.

12) Çok Noktalı Karşılaştırma: Senkron Sahne

Birden fazla ölçüm noktası varsa senkron izleme yapın:

Korelogram: Hatlar arası THD korelasyon matrisi (ısı haritası).
Cross-correlation çizgisi: İki hat arasında olayın yayılma yönü (gecikme piki).
Şebeke topolojisi şeması üzerinde ısı katmanı: Problemin kaynağını görsel olarak “yukarı akışta” buldurur.

13) Enerji ve Ekonomi Bağı: “Neden Umursayalım?” Grafikleri

Yalnız teknik değil, etkiyi de çizin:

Arıza/stop sayısı vs THD seviyesi saçılımı; regresyon çizgisi.
Bakım/işçilik maliyeti vs olay sayısı trendleri.
Enerji verimsizliği (kaybı) tahmini; harmoniklerin I²R kayıplarına etkisi.

Yöneticiye hitap: “Bu THD’yi %7→%4 indirmek yılda ~X kWh tasarruf.” Metin kutusunda açık yazın.

14) Standart Limitlerini Görselde “Yaşatmak”

IEC/EN 50160 gerilim kalite sınırları
IEEE 519 harmonik sınırları (nokta/akım)
Kurum içi limitler: Stratejik sınırlar
Her panelde ilgili limit kulakçık olarak bulunmalı; kullanıcı ihtiyacı olduğunda tıklayıp “limit tablosu” nu açabilmeli.

15) Araç Setleri: Python–MATLAB–Power BI–Grafana

Python (pandas, numpy, matplotlib/plotly, scipy, pywavelets): Veri temizleme + gelişmiş istatistik + interaktif web grafikleri (Dash).
MATLAB: Signal Processing + Wavelet + Live Script; akademik rapor üretimi.
Power BI/Tableau: Çok hızlı dashboard; uygun veri modeli şart.
Grafana/InfluxDB: Zaman serisi akışları (OT/SCADA entegrasyonu).

Ödev stratejisi: Analizi Python/MATLAB’da yap, ara tabloları Parquet/CSV olarak BI aracına besle; “veriyi taşı, logic’i değil” prensibi.

16) İyi Bir Dashboard Mimarisi: Model–Veri–Sunum Ayrımı

Katman 1: Ham veri gölü (sıkıştırılmış, zaman damgalı).
Katman 2: Ön işlenmiş (temizlenmiş) ve özelleştirilmiş (harmonik, olay) tablolar.
Katman 3: KPI ve paneller; hesaplama önceden yapılmış olsun, panel hafif kalsın.
Önbellekleme: 1g/1h agregasyon; “son 24 saat” canlı hesaplanabilir.

17) Etkileşim Tasarımı: Kullanıcıyı Keşfe Davet

Brush & zoom: Seçili periyodu büyütme; bağlı tüm grafikler aynı anda zoom.
Hover detay: Olay kartı; tarih–saat–faz–derinlik–süre–eşlik eden yük.
Filtre paneli: Faz seçici, feeder seçici, olay türü seçici.
Yer imi (bookmark): Sık bakılan kombinasyonları kaydetme.

18) İstatistiksel Güvence: Güven Aralıkları ve İhlal Olasılıkları

Görselin anlatısı istatistiğe yaslanmalı:

%95 güven bandı ile THD trend çizgisi.
İhlal olasılığı (ör. THD>%5 olma olasılığı); ısı haritasında p-ölçeği.
Mevsimsellik–hafta içi/sonu ayrımı: Kutu grafikleriyle.

19) Alarm ve Olay Kümeleri: İnsan Gözüne Yardımcı Makine

Yoğunluk temelli kümeleme (DBSCAN): Olay kümelerini tespit edip renkle.
Anomali tespiti: Isolation Forest/LOF ile sıra dışı harmonik paterni.
Kural tabanlı alarmlar: Limit + süre koşulları; yalancı pozitif azaltmak için histerezis.

20) Raporlama: Bir Bakışta “Ödevini Yapmış” İmajı

Aylık PQ raporu şablonu: Yönetici özeti (1 sayfa), teknik ek (5–10 sayfa), ham veri linkleri.
İhlal listesi ve kök neden hipotezleri.
Aksiyon planı: Filtreleme/kompanzasyon/ayar.
Ekler: Ölçüm konfigürasyonu, kalibrasyon, cihaz sınıfı.

21) Vaka İncelemesi A: Harmonik Isı Haritasıyla Sürücü Problemi

Durum: Paketleme hattında sürücüler devredeyken hat kesici ısınmaları.
Yöntem: 2 hafta veri; THD ve 5–7. harmonik için gün–saat heatmap.
Görsel bulgu: Vardiya başlangıcı 08:00–09:00 ve 16:00–17:00 aralığında 5. harmonik %8’leri görüyor.
Karar: 12-pulse/aktif filtre yatırımına görsel kanıt; izleyen ayda THD %4–5 bandında.

22) Vaka İncelemesi B: Sag Dağılımı ve ITIC Bindirmesi

Durum: CNC tezgâh resetleri.
Yöntem: Sag derinlik–süre dağılımı ITIC eğrisi üzerinde; olay noktaları renk = ilgili hat.
Görsel bulgu: Olayların %70’i “prohibited” bölge; UPS boyutlandırması için sınırların görsel doğrulaması.
Karar: Ride-through çözümü ve sekonder tarafta gerilim regülasyonu.

23) Vaka İncelemesi C: Dengesizlik ve Motor Arızası

Durum: Pompa motorlarında rulman ömrü kısa.
Yöntem: Dengesizlik kutu grafikleri + negatif sıra bileşeni trendi + motor ısınma modeli overlaya.
Görsel bulgu: Negatif sıra %2.8 tepe; akım simetrisi bozulmuş.
Karar: Faz yük dengeleme ve kablo/panoların revizyonu; 3 ay sonra ısınma trendi düşüyor.

24) Ödev/Proje İçin Son Kontrol Listesi

Hipotezini yaz: Hangi problemi görselleştiriyorsun?
Ölçüm kalitesini kanıtla: Cihaz sınıfı, örnekleme, senkron.
Ön işlemi şeffaf belirt: Eksik veri, outlier, hizalama.
Doğru grafik + doğru eksen: Birim ve limit çizgileri.
Hiyerarşi: Özet → drill-down → analiz.
Interaktiflik: Brush–zoom–hover–filtre.
Standartlarla bağ: IEEE/IEC limit kulakçıkları.
İstatistiksel omurga: Güven bandı, ihlal olasılığı.
Aksiyon bağlantısı: Görsel → karar → yatırım/ayar.
Rapor ve ham veri ekleri: Tekrarlanabilirlik.

25) Sık Yapılan Hatalar ve Kurtarma Planı

Grafik enflasyonu: Az ama etkili grafik; fazlalık analizi boğar.
Birim/ölçek karmaşası: p.u., %, kV; mutlaka etiketle.
Limit çizgisi yok: Görsel “hikâyesiz” kalır.
Zayıf renk kontrastı: Erişilebilir palet kullan.
Veri–panel senkronu bozuk: Zaman kayması karar hatası doğurur.

26) Gelişmiş Konular: Canlı Paneller ve Olay Tabanlı Arayüz

Stream veri: MQTT/Kafka’dan canlı güncelleme; 1 sn pencereler.
Olay işleyici (CEP): “Süresi > 200 ms, derinliği > %30 sag olduysa kart üret.”
Mobil push: Limit ihlallerinde özet grafik ve link.

27) Uygulamalı Mini Rehber: “Bir Haftada PQ Paneli”

Gün 1–2: Veri modeli + temizlik fonksiyonları
Gün 3: THD heatmap + harmonik bar + RMS trend
Gün 4: Sag–swell ITIC dağılımı + transient dalgacık
Gün 5: Dengesizlik kutu grafiği + KPI kartları
Gün 6: Drill-down akışı + filtre/hover
Gün 7: Rapor şablonu + ekran görüntüleri + aksiyon listesi

Sonuç: Görsel Düşün, Mühendis Gibi Karar Ver

Güç kalitesi ölçümleri, doğru görselleştirme olmadan ham gürültüdür. Bu yazıda; ölçüm–temizlik–görsel tasarım–hiyerarşi–interaktiflik–istatistik–standartlar–ekonomi bağlantısı ekseninde uçtan uca bir yaklaşım sunduk. 5., 7. harmonik ısı haritalarından CBEMA/ITIC bindirmelerine, dengesizlik faz diyagramlarından transient dalgacık sahnelerine, korelogramlardan KPI kartlarına kadar tüm aracı doğru yerde kullanırsanız, veri hikâye anlatır. Ödev ve projelerde hedef; “güzel grafikler” değil, karar verdiren grafiklerdir. Yöneticiye yatırım gerekçesi, saha mühendisine aksiyon listesi, kalite birimine uyum kanıtı çıkarmayan görselleştirme, yalnızca süslü bir tablo olarak kalır. Bu nedenle, ölçüm güveni + özenli ön işleme + amaca uygun grafik + standart ve ekonomi bağlamı; bir PQ projesini nottan ürüne, grafikten karara taşıyan formüldür.

Öğrencilerin akademik başarılarını desteklemek ve yoğun tempoda geçen okul yaşamlarında yardımcı olmak amacıyla kurulan “Ödev Yaptırma” platformu, özgün ve kaliteli ödev çözümleri sunmaktadır. Öğrencilerin farklı branşlardan ödevlerini, projelerini ve makalelerini profesyonel ve deneyimli ekip üyelerimiz aracılığıyla titizlikle hazırlıyoruz. Her bir ödevi, konunun gerektirdiği derinlemesine araştırmalar ve analizler doğrultusunda çözümleyerek, öğrencilerimizin özgün düşünce yapısını ön plana çıkarmasını sağlıyoruz.

“Ödev Yaptırma” olarak, müşteri memnuniyetini ve güvenilirliği en üst düzeyde tutmaktayız. Öğrencilerin bize teslim ettikleri ödevlerin tümü, gizlilik ve güvenlik ilkelerine sıkı sıkıya bağlı kalınarak işlenir. Her ödev, öğrencinin taleplerine ve öğretmenin yönergelerine uygun olarak özelleştirilir ve her zaman orijinal içerik üretmeye özen gösteririz. Öğrencilerin akademik itibarını korumak ve güvenilir bir öğrenme deneyimi sunmak için elinizdeyiz.

“Ödev Yaptırma” platformu, kullanıcı dostu arayüzü sayesinde öğrencilere kolayca ulaşılabilir bir hizmet sunmaktadır. Kullanıcılar, web sitemiz üzerinden basit adımlarla ödevlerini yaptırma taleplerini iletebilir ve ihtiyaç duydukları konuda uzmanlaşmış ekip üyelerimizle iletişime geçebilirler. Hızlı yanıt verme ve esneklik, öğrencilerin zaman baskısı altında olan durumlarında da yanlarında olduğumuzu hissettirir. “Ödev Yaptırma” olarak, öğrencilerin başarısını desteklemek ve onlara daha fazla öğrenme fırsatı sunmak için buradayız

İçerik Üreticisi

Biyografinin Tamamını Gör