Az elmúlt években jelentős előrelépés történt a terheléses fokozatkapcsolók vezérlőáramköreinek tervezésében. A fokozatkapcsoló hajtómechanizmusa és a motorhajtás alapáramköre a fokozatváltás befejezéséhez. Bár a különböző gyártók kapcsolóvezérlő áramköri felépítése eltérő, viszonylag egyszerűek. Általánosságban elmondható, hogy amikor a motor egy irányba forog, az "fokozó" csapcsere, míg az ellenkező irányba forgása "back" csapváltás. Bizonyos esetekben fékkel lehet leállítani a motor forgását; Más esetekben elektromos eszközök vagy mechanikus tengelykapcsolók is használhatók a motor forgásának vezérlésére a fokozatkapcsolóhoz, ha a művelet nincs szinkronban. A leginkább aggasztó és az üzemeltetési problémákra leginkább hajlamos a leágazás változtatása és a párhuzamosan futó transzformátorok vezérlése.
A fokozatkapcsolóknak kézi működtetésű funkcióval kell rendelkezniük vészhelyzeti használatra, és egyes fokozatkapcsolók csak manuálisan működtethetők. Bár sok kapcsolókialakítás egyszerű gombműveletekre támaszkodik a vezérléshez, fejlesztési irányzatuk az, hogy az elosztóállomásokon pilóta nélküli automatikus feszültségszabályozást valósítanak meg, hogy az átviteli feszültséget egy előre meghatározott szinten tartsák, vagy a feszültséget előre meghatározott módon kompenzálják. Általánosságban elmondható, hogy olyan helyeken, ahol hajlamosak a feszültségesések, vagy a feszültség ingadozása könnyen előidézhető más rendszerváltozások miatt, a fokozatkapcsolón egy automatikus feszültségszabályozó beállításával a transzformátor kimeneti feszültsége egy előre meghatározott szinten tartható.
A digitális vezérléstechnika fejlődésével a közeljövőben az egyszerű digitális számítástechnika feszültségváltókkal és kisebb terhelésű áramváltókkal is kombinálható a fokozatkapcsolók működési teljesítményének vezérlése és monitorozása érdekében, ezzel is megvalósítható a vezérlési pontosság egyszerű berendezéssel történő javítása. Jelenleg, bár néha tranzisztoros technológiát alkalmaznak, a fokozatkapcsolók alapvető vezérlőberendezése továbbra is az ún. „relék” szintjén marad, vezérlési elveik pedig még a terhelés alatti fokozatkapcsolók korai szakaszában vannak, minden áramköri komponens csak a saját vezérlési funkcióját látja el.
A főtranszformátor feszültségszabályozásához feszültségtranszformátor szükséges, a feszültségváltó primer oldala a főtranszformátor feszültségszabályozást igénylő oldalához, a feszültségtranszformátor kimenete pedig feszültségrelére van kötve. Ha a főtranszformátoron szabályozandó feszültségingadozási tartomány meghaladja az előre meghatározott határértéket, a feszültségrelé jelet küld, és a fokozatkapcsolót a kívánt irányban történő leágazás változtatására hajtja. Annak érdekében, hogy elkerüljük a fokozatkapcsoló szükségtelen gyakori működését rövid távú feszültségingadozások mellett, késleltető relé is hozzáadható, amely külön állítható, vagy kombinálható a feszültségrelével.
A relé úgynevezett „kiegyenlített feszültsége” arra a feszültségértékre utal, amely megakadályozza a relé működését. Az előre beállított "kiegyenlített feszültség" célja a feszültségrelé feszültségérzékelő áramkörében állítható ellenállások beállításával érhető el. Ily módon az ellenállás beállítható tartományán belüli feszültségérték előre-beállítható.
Általában a távoli busz feszültségét egy bizonyos "rögzített" szinten kell tartani. Amikor a hálózati feszültségesés a terhelés növekedése miatt nő, egy hálózati feszültség kompenzáló eszközzel növelhető a transzformátor kimeneti feszültsége, hogy kompenzálja a megnövekedett hálózati feszültségesést. Ez a feszültségkompenzáló berendezés állítható ellenállást és fokozatkapcsolóval ellátott reaktort tartalmaz. A reaktor egy áramváltó szekunder oldalához csatlakozik, és az áramváltó primer oldalán átfolyó áram a terhelési áram. Az ellenállások és reaktorok paramétereinek megfelelő beállításával (a vezeték jellemzőitől függően) a rendszer egy bizonyos pontján a feszültség állandóan tartható anélkül, hogy figyelembe kellene venni a terhelés és a teljesítménytényező változásait.
A feszültségrelé áramkör csatlakoztatási módjának ki kell vonnia a tápfeszültségből a feszültségrelé feszültségét. Ily módon a terhelési áram növekedésével a feszültségrelé egyensúlyi állapota megszakad, és a feszültségrelé primer oldali tápellátási pontján a feszültségrelé kiegyensúlyozottságának helyreállítása érdekében a felületről meghajtják a feszültséget, amely pontosan megegyezik a vonali impedancia eséssel. Amikor a terhelés csökken, a helyzet fordított. A feszültségreléket és a kompenzációs eszközöket általában háromfázisú áramkörökben használják, de mivel a relé feszültségtekercse egy-fázisú, általában a két-fázisú áramkörön keresztül kell csatlakoztatni.
A gyakorlatban általában egy közbenső áramváltót használnak a megfelelő teljes terhelésű szekunder áram eléréséhez, miközben megelőzik a vezeték túlterhelése és a hibaáramok okozta baleseteket. A közbenső áramváltó kialakításának biztosítania kell a telítettséget a fenti túláramkörülmények között, hogy elkerülje a nagy túlterhelési áramok bejutását a kompenzációs áramkörbe. Ha a feszültség és az áram közötti fázisviszony változatlan marad, akkor különböző fázisvezetékek is használhatók a feszültségváltók és az áramváltók csatlakoztatására. Ennél a csatlakozási módnál, mivel a feszültség- és áramfázisok egységnyi teljesítménytényezővel merőlegesek, az ellenállások és a reaktorok a vonali ellenállás-kompenzációra, illetve a reaktorok vonali reaktancia-kompenzálására használhatók. Minden más szempontból a második bekötési mód kompenzátora pontosan ugyanaz, mint az első módszer kompenzátora, de nincs fázishiba a második bekötési mód kompenzátorában.
A sok éve használt automatikus feszültségrelé (AVR) egy elektromechanikus típusú kiegyensúlyozott{0}}dugó, és sok ilyen relék ma is használatban vannak. Manapság elterjedt a tranzisztor alapú feszültségrelék. Az első szerkezeti formánál a vonali feszültségesés-kompenzátor szabványos felépítése külső soros ellenállások és változó ellenállások alkalmazása a belső kompenzátor feszültségszabályozója állítható alkatrészeinek egységes beállításához. A kompenzátornak három állítható alkatrésze van, amelyek a következő funkciókat képesek elérni: a feszültség változtatása a névleges üresjárati feszültség 90%-a -110%-a között; Az ellenállás és reaktancia változásának folyamatos kompenzációs tartománya 0-15%.
Ha csak a vonali ellenállás kompenzációjára van szükség, akkor komplett kompenzátor helyett a legegyszerűbb potenciométer típusú ellenállás is használható, és külön biztosíthatók külső ellenállások és az egyenletes beállítás érdekében változó ellenállások. A kompenzátor beszerelése és az összes transzformátor polaritásának ellenőrzése után a szabályozó relé egyensúlyi pontja beállítható a szükséges üresjárati feszültségre, és ennek megfelelően beállítható a vonali jellemzők alapján számított ellenállási feszültségesés és reaktancia feszültségesés.
A tekercsellenállás hőmérséklet-változásából adódó hibák kiküszöbölésére a hőmérsékleti együttható figyelmen kívül hagyható, és a tekercsáramkörbe sorba köthető egy nagyobb ellenállásértékű ellenállás.
A nagy tartományon belüli hirtelen feszültségváltozásokat azonnal korrigáló eszköznek vannak bizonyos előnyei a használat során, és a tranzisztoros feszültségrelék is ilyen tulajdonságokkal rendelkeznek. Ezekben a relékben van egy tranzisztoros feszültségérzékelő áramkör, amelynek fordított időkarakterisztikája van, és a késleltetési idő fordítottan arányos a feszültségváltozással. Használhatók hálózati feszültségesés-kompenzátorokkal és feszültségcsökkentő eszközökkel a meghatározott terhelési jellemzők elérése érdekében.
Azokon a helyeken, ahol két vagy több, terhelés alatti fokozatkapcsoló funkció automatikus vezérlésű transzformátora párhuzamosan működik, általában minden transzformátornál ugyanazt a leágazási pozíciót kell fenntartani, legfeljebb egy leágazási fokozat feszültségkülönbséggel. Ha egy párhuzamos transzformátor különböző leágazási feszültségeken működik, akkor a transzformátor és a vezeték között keringtető áramot kell létrehozni, és a leágazási fokozat feszültségkülönbsége által generált keringtető áram a megengedett legmagasabb határ.
