Oto niektóre powody, dla których użytkownicy transformatorów żądają konwersji napięcia odczepowego: aby skompensować zmiany w zasilaniu systemu i napięciu zewnętrznym dostarczanym przez inne transformatory; Służy do kompensacji regulacji napięcia generowanego wewnątrz samego transformatora i utrzymywania napięcia wyjściowego transformatora na niezmienionym poziomie; Służy do sterowania kierunkiem przepływu mocy biernej transformatorów generatorowych i systemów transformatorów połączeniowych; Służy do kompensacji niektórych czynników, które nie są jeszcze jasne na etapie planowania systemu elektroenergetycznego; Pozwól na pewien rozwój i zmiany warunków systemowych.
Powyższe są podstawowymi powodami żądania wymiany zaczepów uzwojenia. Rzeczywiście, stosowanie przełączników zaczepów jest obecnie tak powszechne, że większość użytkowników nie zastanawia się, czy mogą uniknąć stosowania przełączników zaczepów, czy też muszą ograniczyć zakres przełączników zaczepów. Transformatory bez przełączników zaczepów charakteryzują się jednak prostą konstrukcją, niskimi kosztami produkcji i stosunkowo wysoką niezawodnością. Zastosowanie samego przełącznika zaczepów zwiększa koszt i złożoność konstrukcyjną transformatorów, a także zmniejsza niezawodność działania. Dlatego też, jeśli to możliwe, zaleca się unikanie stosowania konstrukcji przełącznika zaczepów. Nawet jeśli jest to nieuniknione, należy zminimalizować zakres i liczbę przełączeń zaczepów.
Wady stosowania konstrukcji przełącznika zaczepów na transformatorach: zastosowanie przełącznika zaczepów prawie nieuchronnie powoduje zmiany w gęstości strumienia magnetycznego w żelaznym rdzeniu, dlatego wybór wartości natężenia strumienia magnetycznego musi być niższy niż wartość optymalna, aby zrekompensować możliwy wzrost gęstości strumienia magnetycznego w niektórych przypadkach; Impedancja transformatora zmienia się w zależności od położenia zaczepu, dlatego projekt systemu powinien uwzględniać takie zmiany impedancji; Straty transformatora będą się różnić w zależności od różnych pozycji zaczepów, dlatego system chłodzenia musi mieć wystarczającą wydajność chłodzenia, aby spełnić wymagania dotyczące maksymalnych możliwych strat; Nieunikniona jest sytuacja, w której pewne segmenty uzwojenia zostaną odcięte od obwodu, co doprowadzi do pogorszenia równowagi elektromagnetycznej wewnątrz transformatora, zwiększając w ten sposób niezrównoważoną siłę elektromagnetyczną w warunkach-zwarcia; Wzrost liczby przewodów zaczepowych wewnątrz transformatorów zwiększy złożoność struktury produktu i prawdopodobieństwo wystąpienia usterek wewnętrznych; Sam przełącznik zaczepów, zwłaszcza przełącznik zaczepów pod obciążeniem, stanowi źródło usterek transformatora.
Chociaż problemy z regulacją napięcia występują w wielu transformatorach i kablach mocy, a wartość współczynnika regulacji napięcia różni się znacznie w warunkach niskiego i pełnego obciążenia, jednym z podstawowych wymagań stawianych systemowi elektroenergetycznemu jest to, że musi on być w stanie zapewnić użytkownikom stabilne napięcie i nie pozwalać na jego zbyt duże zmiany wraz z obciążeniem systemu. Choć w wielu systemach przemysłowych, zwłaszcza tych, które wymagają odpowiednio wysokiego napięcia zasilania, aby zapewnić zadowalające sterowanie dużymi urządzeniami silnikowymi, wymagane jest wysokie napięcie zasilania. Jednak napięcie zasilania nie powinno być zbyt wysokie, aby uniknąć niebezpieczeństwa przepięcia urządzeń takich jak elektroniczne systemy zabezpieczające podczas dezinstalacji systemu. Jeśli napięcie będzie niewystarczające, niektóre procesy przemysłowe nie będą mogły normalnie przebiegać. Nawet w niektórych przemysłowych procesach przetwarzania do ochrony wykorzystywane są przekaźniki podnapięciowe, a gdy napięcie zasilania jest zbyt niskie, proces przetwarzania musi zostać całkowicie zatrzymany. Większość konsumentów cywilnych ma także nadzieję na zapewnienie wysokiego napięcia o każdej porze dnia (czy to w dzień, czy w nocy), aby zapewnić normalną pracę urządzeń gospodarstwa domowego. Jednak napięcie nie powinno być zbyt wysokie, aby uniknąć skrócenia żywotności sprzętu oświetleniowego. Jeśli napięcie zasilania jest zbyt wysokie, te urządzenia oświetleniowe jako pierwsze ulegają awarii.
W tej sytuacji, pomimo pewnych obaw związanych z niekorzystnymi czynnikami związanymi ze stosowaniem przełączników zaczepów, w dalszym ciągu wymagane jest, aby wiele transformatorów w cywilnej sieci energetycznej było wyposażonych w przełączniki zaczepów pod obciążeniem. Bez przełączników zaczepów pod obciążeniem prawie niemożliwe jest ekonomiczne zaprojektowanie takich sieci elektroenergetycznych. W przemyśle transformatory z przełącznikami zaczepów pod obciążeniem są powszechnie stosowane jako urządzenia energetyczne w takich gałęziach przemysłu, jak piece łukowe, zakłady elektrolizy i zakłady chemiczne. Jeżeli transformator nie ma możliwości regulacji napięcia obciążenia, powyższe wymagania nie mogą zostać spełnione. Jednakże oprócz wymagania, aby generator wysyłał moc czynną, wymagana jest również możliwość wysyłania lub absorbowania niektórych obciążeń biernych zgodnie z warunkami systemu, a te obciążenia bierne muszą się zmieniać ze względu na pewne czynniki. Na moc bierną wytwarzaną przez generator wpływa wzrost napięcia transformatora generatora. Jeśli transformator obniży napięcie, generator będzie musiał przejąć obciążenie bierne. Ten tryb pracy należy uwzględnić przy projektowaniu transformatora, aby spowodować znaczące zmiany w gęstości strumienia magnetycznego w żelaznym rdzeniu.
Transformatory połączeniowe łączące systemy 400 kV, 275 kV i 132 kV najczęściej wykorzystują konstrukcje autotransformatorów. Przekładnia napięciowa tego transformatora nie jest łatwa do regulacji, ponieważ dodanie lub usunięcie zwojów zaczepów w punkcie neutralnym spowoduje zmianę liczby zwojów zarówno uzwojenia szeregowego, jak i uzwojenia wspólnego. Oczywiście, jeśli te transformatory nie są wyposażone w sprzęt do regulacji napięcia, można nie tylko zaoszczędzić na wysokich kosztach przełączników zaczepów, ale także uniknąć niektórych wad związanych z przełącznikami zaczepów. „Koszt” wynikający z uproszczenia konstrukcji transformatora w pewnym stopniu zmniejszył elastyczność pracy systemów 275 kV i 132 kV, ale można to zrekompensować ustawiając przełączniki zaczepów na niższym poziomie transformatorów 275 kV/33 kV lub 132 kV/33 kV.
W Wielkiej Brytanii napięcie robocze systemu 400 kV utrzymuje się na ogół w granicach ± 5% jego napięcia nominalnego. Jeżeli transformatory połączeniowe między systemami 2751 V i 132 kV nie są wyposażone w przełączniki zaczepów, wahania napięcia w tych systemach będą większe niż ± 5% ich napięcia nominalnego, ponieważ uwzględnia to również współczynniki regulacji napięcia w transformatorach połączeniowych. Dlatego napięcie robocze sieci 275 kV i 132 kV powinno zasadniczo utrzymywać się w granicach ± 10% ich napięcia nominalnego. Wymaga to, aby transformator mocy sieci 275 kV/33 kV (częściej 132 kV/33 kV) był wyposażony w przełącznik zaczepów w celu dostosowania się do wspomnianych powyżej zmian napięcia. Ponadto, jeśli wymagane jest, aby transformatory te zwiększały napięcie po stronie 33 kV w warunkach dużego obciążenia systemu (tj. napięcie systemu 275 kV lub 132 kV jest niższe niż odpowiadające mu napięcie nominalne), wówczas dolna granica zakresu zaczepów wymagana dla tych transformatorów musi wynosić -10%. Dlatego ogólnie przyjmuje się, że zakres zaczepów tych transformatorów wynosi+10% ~ -20%. Jest to sprzeczne z celem, jakim jest ograniczenie zakresu zaczepów transformatorów w celu poprawy ich niezawodności, jak wspomniano wcześniej. Z drugiej jednak strony odzwierciedla to fakt, że pominięcie przełączników zaczepów w transformatorach 400 kV/132 kV zmniejsza elastyczność operacyjną systemu, co skutkuje bardziej złożoną strukturą transformatorów 132 kV/33 kV. Oczywiście w porównaniu z zaciskami linii 275 kV lub 132 kV transformatorów 400 kV/275 kV lub 400 kV/132 kV, rozmieszczenie segmentów przełącznika zaczepów po stronie uziemionego punktu neutralnego połączenia uzwojenia 275 kV lub 132 kV w gwiazdę będzie charakteryzowało się wyższą niezawodnością i niższymi kosztami produkcji.
W porównaniu z systemem 132 kV utrzymanie poziomu sterowania w większym zakresie napięć w systemie 33 kV oznacza, że transformatory 33 kV/11 kV zazwyczaj wymagają jedynie zakresu regulacji napięcia ± 10%. Jednakże, podobnie jak w przypadku transformatorów 132kV/33kV, odczep wysokiego napięcia w transformatorach 33kV/11kV nadal jest skonfigurowany w celu zwiększenia napięcia wyjściowego niskiego napięcia i kompensacji regulacji napięcia systemu. W tym przypadku stosunek napięcia obwodu otwartego transformatora jest zwykle projektowany na 33 kV/11,5 kV, co oznacza, że w warunkach braku-obciążenia, gdy napięcie nominalne zostanie przyłożone do strony wysokiego-transformatora, jego napięcie wyjściowe przy niskim-napięciu będzie wyższe niż napięcie nominalne systemu niskiego napięcia.
Moc znamionowa transformatora ostatniego stopnia w sieci (przyjmuje się, że jest to transformator 11 kV/0,433 kV) wynosi zazwyczaj 1600 kV · A lub mniej. Nie warto używać drogich i skomplikowanych strukturalnie urządzeń do regulacji napięcia obciążenia w tych tanich-transformatorach o małej mocy. Są one zazwyczaj wyposażone w niewzbudzone przełączniki zaczepów, a ich zakres zaczepów wynosi zwykle ± 2,5% lub ± 5%. Użycie tego ustawienia zaczepu umożliwia osiągnięcie zmian w stosunku napięcia w celu dostosowania do warunków pracy lokalnej sieci energetycznej. Choć urządzenia te można eksploatować w dowolnym momencie pracy transformatora, to z reguły w momencie oddania transformatora do eksploatacji należy je dostosować do warunków obciążenia sieci lokalnej.
