Niektoré dôvody, prečo používatelia transformátorov požadujú konverziu odbočovacieho napätia, sú nasledovné: kompenzovať zmeny v napájaní systému a externom napätí dodávanom inými transformátormi; Používa sa na kompenzáciu nastavenia napätia generovaného vo vnútri samotného transformátora a na udržanie nezmeneného výstupného napätia transformátora; Používa sa na riadenie smeru toku jalového výkonu generátorových transformátorov a prepojovacích transformátorových systémov; Používa sa na kompenzáciu niektorých faktorov, ktoré ešte nie sú jasné vo fáze plánovania energetického systému; Umožnite určitý vývoj a zmeny v systémových podmienkach.
Vyššie uvedené sú základné dôvody pre žiadosť o výmenu kohútika vinutia. Používanie prepínačov je v dnešnej dobe tak rozšírené, že väčšina používateľov neuvažuje o tom, či sa môžu vyhnúť používaniu prepínačov alebo či je potrebné obmedziť rozsah prepínačov. Transformátory bez prepínačov odbočiek však majú jednoduchú konštrukciu, nízke výrobné náklady a relatívne vysokú spoľahlivosť. Samotné použitie prepínača odbočiek zvyšuje náklady a konštrukčnú zložitosť transformátorov a tiež znižuje prevádzkovú spoľahlivosť. Preto je vhodné vyhnúť sa používaniu konštrukcií prepínačov odbočiek, kedykoľvek je to možné. Aj keď je to nevyhnutné, rozsah a počet zmien kohútika by sa mali minimalizovať.
Nevýhody použitia štruktúry prepínača odbočiek na transformátoroch: používanie prepínača odbočiek takmer nevyhnutne spôsobuje zmeny v hustote magnetického toku v železnom jadre, takže výber hodnoty hustoty magnetického toku musí byť nižší ako optimálna hodnota, aby sa v niektorých prípadoch kompenzovalo možné zvýšenie hustoty magnetického toku; Impedancia transformátora sa mení podľa polohy odbočky, takže návrh systému by mal tieto zmeny impedancie počítať; Straty transformátora sa budú meniť s rôznymi polohami odbočiek, takže chladiaci systém musí mať dostatočnú chladiacu kapacitu, aby splnil požiadavky na maximálne možné straty; Nevyhnutne nastáva situácia, keď sú určité segmenty vinutia odrezané od obvodu, čo povedie k zhoršeniu elektromagnetického vyváženia vo vnútri transformátora, čím sa zvýši nevyvážená elektromagnetická sila v podmienkach skratu; Zvýšenie počtu odbočovacích drôtov vo vnútri transformátorov zvýši zložitosť štruktúry produktu a pravdepodobnosť vnútorných porúch; Samotný prepínač odbočiek, najmä prepínač odbočiek pod záťažou, tvorí zdroj poruchy transformátora.
Aj keď sa problémy s reguláciou napätia vyskytujú vo vnútri mnohých výkonových transformátorov a káblov a hodnota rýchlosti regulácie napätia sa značne líši medzi stavom nízkej záťaže a plnej záťaže, jednou zo základných požiadaviek na napájací systém je, že musí byť schopný poskytnúť stabilné napätie pre používateľov a nedovoliť, aby sa príliš menilo so záťažou systému. Hoci v mnohých priemyselných systémoch, najmä v tých, ktoré vyžadujú dostatočne vysoké napájacie napätie na zabezpečenie uspokojivého chodu veľkých motorových zariadení, je potrebné vysoké napájacie napätie. Napájacie napätie by však nemalo byť príliš vysoké, aby sa predišlo nebezpečenstvu prepätia zariadení, ako sú elektronické ochranné systémy, počas odinštalovania systému. Ak je napätie nedostatočné, niektoré priemyselné procesy nebudú môcť normálne pokračovať. Dokonca aj niektoré priemyselné procesy používajú na ochranu podpäťové relé a keď je napájacie napätie príliš nízke, proces spracovania sa musí úplne zastaviť. Väčšina civilných spotrebiteľov tiež dúfa, že zabezpečí vysoké napätie kedykoľvek počas dňa (či je deň alebo noc), aby sa zabezpečila normálna prevádzka domácich spotrebičov. Napätie by však nemalo byť príliš vysoké, aby sa neskrátila životnosť osvetľovacieho zariadenia. Ak je napätie napájacieho zdroja príliš vysoké, tieto osvetľovacie zariadenia sú prvé v poruche.
V tejto situácii, napriek určitým obavám z nepriaznivých faktorov spojených s používaním prepínačov odbočiek, sa stále vyžaduje, aby mnohé transformátory v civilnej elektrickej sieti boli vybavené prepínačmi odbočiek pod záťažou. Bez prepínačov odbočiek je takmer nemožné hospodárne navrhnúť tieto elektrické siete. V priemyselnej oblasti sa transformátory so záťažovými prepínačmi všeobecne používajú ako energetické zariadenia pre priemyselné odvetvia, ako sú oblúkové pece, elektrolýzy a chemické závody. Ak transformátor nemá schopnosť regulácie napätia pri záťaži, vyššie uvedené požiadavky nie je možné splniť. Okrem toho, že generátor musí posielať aktívny výkon, je tiež potrebné, aby bol schopný vysielať alebo absorbovať niektoré reaktívne záťaže podľa systémových podmienok a tieto reaktívne záťaže sa musia meniť v dôsledku určitých faktorov. Jalový výkon generovaný generátorom je ovplyvnený zvýšením napätia transformátora generátora. Ak transformátor zníži napätie, generátor bude musieť absorbovať reaktívne zaťaženie. Tento prevádzkový režim sa musí brať do úvahy pri návrhu transformátora, aby spôsobil významné zmeny v hustote magnetického toku v železnom jadre.
Prepojovacie transformátory spájajúce systémy 400 kV, 275 kV a 132 kV s najväčšou pravdepodobnosťou využívajú štruktúry autotransformátorov. Pomer napätia tohto transformátora nie je ľahké nastaviť, pretože pridanie alebo odstránenie závitov odbočiek v neutrálnom bode spôsobí zmeny v počte závitov sériového vinutia aj spoločného vinutia. Samozrejme, ak tieto transformátory nie sú vybavené zariadením na reguláciu napätia, môže to nielen ušetriť vysoké náklady na prepínače odbočiek, ale tiež sa vyhnúť niektorým nevýhodám súvisiacim s prepínačmi odbočiek. „Náklady“, ktoré so sebou prinieslo zjednodušenie konštrukcie transformátora, do určitej miery znížili flexibilitu prevádzky sústav 275 kV a 132 kV, čo sa však dá kompenzovať nastavením prepínačov odbočiek na transformátoroch nižšej úrovne 275 kV/33 kV alebo 132 kV/33 kV.
Vo Veľkej Británii sa prevádzkové napätie 400 kV systému vo všeobecnosti udržiava v rozmedzí ± 5 % jeho nominálneho napätia. Ak prepojovacie transformátory medzi systémami 2751V a 132kV nemajú prepínače odbočiek, kolísanie napätia týchto systémov bude väčšie ako ± 5% ich nominálneho napätia, pretože to zahŕňa aj faktory úpravy napätia v prepojovacích transformátoroch. Preto by sa prevádzkové napätie systémov 275 kV a 132 kV malo vo všeobecnosti udržiavať v rozmedzí ± 10 % ich nominálneho napätia. To si vyžaduje, aby sieťový napájací transformátor 275 kV/33 kV (častejšie 132 kV/33 kV) bol vybavený prepínačom odbočiek na prispôsobenie sa zmenám napätia uvedeným vyššie. Okrem toho, ak sa od týchto transformátorov vyžaduje zvýšenie napätia na strane 33 kV pri podmienkach vysokého zaťaženia systému (t. j. napätie systému 275 kV alebo 132 kV je nižšie ako zodpovedajúce menovité napätie), potom musí spodná hranica rozsahu odbočky požadovaného pre tieto transformátory dosiahnuť -10 %. Vo všeobecnosti sa teda stanovuje, že rozsah odberu týchto transformátorov je +10%~-20%. To je v rozpore s cieľom obmedziť rozsah odbočiek transformátorov, aby sa zlepšila ich spoľahlivosť, ako už bolo uvedené. Ale na druhej strane to odráža, že vynechanie prepínačov odbočiek na transformátoroch 400 kV/132 kV znižuje prevádzkovú flexibilitu systému, čo vedie k zložitejšej štruktúre transformátorov 132 kV/33 kV. Je zrejmé, že v porovnaní s 275kV alebo 132kV linkovými terminálmi 400kV/275kV alebo 400kV/132kV transformátorov, usporiadanie segmentov prepínača odbočiek na strane uzemneného neutrálneho bodu hviezdicového pripojenia vinutia 275kV alebo 132kV bude mať vyššiu spoľahlivosť a nižšie výrobné náklady.
V porovnaní so systémom 132 kV udržiavanie riadiacej úrovne vo väčšom rozsahu napätia pre systém 33 kV znamená, že transformátory 33 kV/11 kV zvyčajne vyžadujú len rozsah regulácie napätia ± 10 %. Avšak rovnako ako v prípade transformátorov 132kV/33kV je odbočka vysokého napätia na transformátoroch 33kV/11kV stále nastavená tak, aby zvyšovala výstupné napätie nízkeho napätia a kompenzovala úpravu systémového napätia. V tomto prípade je pomer napätia naprázdno transformátora zvyčajne navrhnutý tak, aby bol 33 kV/11,5 kV, čo znamená, že v podmienkach bez záťaže, keď sa na vysokonapäťovú stranu transformátora privedie nominálne napätie, bude jeho nízkonapäťové výstupné napätie vyššie ako menovité napätie nízkonapäťového systému-.
Menovitá kapacita transformátora posledného stupňa v sieti (predpokladá sa, že ide o transformátor 11 kV/0,433 kV) je vo všeobecnosti 1600 kV · A alebo nižšia. Nestojí za to používať drahé a štrukturálne zložité zariadenia na reguláciu napätia záťaže na týchto nízko{4}}nákladových transformátoroch s malou kapacitou. Vo všeobecnosti sú vybavené nebudenými prepínačmi odbočiek a ich rozsah odbočiek je zvyčajne ± 2,5 % alebo ± 5 %. Použitím tohto nastavenia odbočky možno dosiahnuť zmeny pomeru napätia na prispôsobenie sa prevádzkovým podmienkam miestnej elektrickej siete. Aj keď tieto zariadenia môžu byť prevádzkované kedykoľvek počas prevádzky transformátora, vo všeobecnosti je potrebné ich prispôsobiť podmienkam zaťaženia lokálneho systému pri uvedení transformátora do prevádzky.
