A transzformátor számos tartozéka közül a fokozatkapcsoló, bár nem közismert, pótolhatatlan szerepet játszik a hálózati feszültség stabilitásának biztosításában. Az energiarendszer tényleges működése során, amelyet a terhelés ingadozása, a vezetékkiesés, a teljesítményváltozás és egyéb tényezők befolyásolnak, a hálózati feszültség gyakran eltérő mértékben ingadozik. Ha a feszültséget nem állítják be, a megengedett tartományt meghaladó feszültség befolyásolja az elektromos berendezés normál működését, vagy akár károkat is okozhat. A csapkapcsoló egy eszköz ennek az ellentmondásnak a feloldására. Megváltoztatja a tekercs effektív fordulatait azáltal, hogy a transzformátor tekercsének különböző pozícióiba csapokat állít be, így beállítja a feszültségarányt és a kimeneti feszültséget a megadott tartományon belül tartja. Egy mondatban összefoglalva, a fokozatkapcsoló a transzformátor "feszültségszabályozója".
A csap{0}}váltó főként a következőkre oszliknem-gerjesztő tap-váltóésa -koppint-váltó betöltésekorkülönböző üzemmódok szerint. A kikapcsolt Ahogy a neve is sugallja, csak akkor üzemeltethető, ha a transzformátor teljesen le van választva a hálózatról és áramszünet állapotban van. Ennek az az oka, hogy a nem-gerjesztő csap-váltónak a váltási folyamat során egy rövid leválasztási folyamata lesz. Ha a transzformátort ekkor terheljük, a lekapcsolt terhelési áram ívet generál az érintkezők között, ami nemcsak magát a kapcsolót égetheti el, hanem rövidzárlati balesetet is okozhat. Ezért amikor a nem-gerjesztésű fokozatkapcsolót feszültségszabályozásra használják, a transzformátort el kell távolítani az elektromos hálózatból, és a feszültségszabályozás befejezése után vissza kell állítani az áramellátást. Ennek a feszültségszabályozási módnak kicsi a beállítási tartománya, általában nem haladja meg a transzformátor névleges feszültségének ± 5%-át, és a tápellátást meg kell szakítani a működési folyamat során. Szigorú feszültségminőségi követelmények és gyakori feszültségszabályozás nélkül alkalmazható elosztó transzformátorra. A felépítésből kiindulva számos formája létezik az off-áramköri fokozatú-váltónak, például dob, ketrec, szalag, tárcsa és ék, amelyek a feszültségosztály, a névleges áram és a feszültségszabályozási részek szerint választhatók ki. A ketreces kapcsoló nagy áramerősség és nagyfeszültség esetén alkalmazható. A hazai gyártók 330 kV névleges áramú, 6000 A-es ketrec-típusú nem-gerjesztő kapcsolót tudnak gyártani.
Az off{0}}load tap-váltó éles ellentétben áll a be-load tap-váltóval, amelyet angolul OLTC-nek neveznek. A terhelési áram megszakítása nélkül tudja végrehajtani a csapváltást, amikor a transzformátor feszültség alatt van, így áramkimaradás nélkül valósítja meg a feszültségszabályozást. Ennek eléréséhez az on{7}}load tap-váltó kulcsa, hogy van benne átmeneti ellenállás vagy reaktor. Amikor a kapcsolót egyik csapról a másikra kapcsolják, a két csap rövidre{10}}záródik az átmeneti ellenálláson keresztül, a két csap közötti cirkulációs áramot az ellenállás korlátozza, majd az eredeti csapot leválasztják a zökkenőmentes átmenet érdekében, és az egész folyamat nem okoz ívkimaradást. A különböző átmenetelemek alapján a -terhelési csap{13}}váltó ellenállás- és reaktancia-típusra osztható. Jelenleg a nemzetközi mainstream az ellenállás típusú, míg néhány a reaktancia típusú az amerikai piacon. A bekapcsolt-teherfok{17}}kapcsoló nagy beállítási tartománnyal, gyors feszültségszabályozási sebességgel rendelkezik, és bármikor beállítható a hálózati feszültség valós{18}}idejű változásának megfelelően. Ezért az IEC szabványok és a nemzeti szabványok kötelező rendelkezéseinek megfelelően a terhelés alatti fokozatkapcsolót{21}} 35 kV-os és nagyobb feszültségű transzformátorokba kell telepíteni.
Az on{0}}load csap-váltó belső szerkezete összetett, amely általában csap-váltóból, váltó-kapcsolóból és elektromos működési mechanizmusból áll. A csapválasztó felelős a "pozícióválasztás" funkcióért, azaz válassza ki a célcsapot nyitott áramköri állapotban. Önmagában nem tudja csatlakoztatni vagy leválasztani az áramot, csak az áramot hordozó szerepet tölti be. Az átkapcsoló kapcsoló felelős a „Váltás” művelet tényleges végrehajtásáért, hogy befejezze az átmenetet az aktuális csapról a célcsapra terhelés alatt. A kombinált on{10}}terhelésű csapkapcsolóban a két eszköz külön van elrendezve. A csapválasztó elvégzi a csapkapcsoló kiválasztási feladatát, az átkapcsolási{12}}kapcsoló pedig az aktuális kapcsolási feladatot. A két eszköz hallgatólagos együttműködést és egyértelmű munkamegosztást mutat. Ezen kívül vannak olyan kialakítások, amelyek a kettő funkcióit egybe integrálják, úgynevezett választókapcsolók, így a szerkezet kompaktabb. Az elektromos működtető mechanizmus az energiaforrás a teljes működési folyamat vezérléséhez. Általában a transzformátor tartály falára szerelik fel, és a fokozatkapcsolót a sebességváltó tengelye hajtja meg a fokozatváltás befejezéséhez. A bekapcsolási-teherfok-kapcsoló kapcsolási folyamata rendkívül nagy mechanikai pontosságot és elektromos megbízhatóságot igényel, érintkezőinek jó vezetőképességűnek és ívablációs ellenállással kell rendelkezniük. A teljes termék tervezése és gyártása magában foglalja az anyagokat, a gépeket, a villamos energiát, a mikroelektronikát és más szakterületeket, mély műszaki korlátokkal.
Az elmúlt években az on{0}}load tap-váltó technológia is fejlődik. A hagyományos -terheléses fokozatú-váltó elektromos ívet generál az olajban a kapcsolási folyamat során, az elektromos ív pedig a szigetelőolaj lebomlását és a transzformátorolaj szennyeződését okozza, ami növeli a karbantartási terheket. Ezért a vákuum -load tap-váltó a megfelelő pillanatban jön létre. A váltókapcsolót a vákuummegszakítóba helyezi a működéshez. Az ív a vákuum környezetben gyorsan kialszik és nem szennyezi a transzformátorolajat, így meghosszabbítja a kapcsoló karbantartási idejét és a transzformátor élettartamát. A Hitachi Energy UCC vákuum -terheléses fokozatú-váltója 1050 kV-ig teljesíti az impulzusfeszültség szintre és az 1600 A névleges áramra vonatkozó határkövetelményeket, ami ezen a területen a legmagasabb szintű{16}}szintet képviseli. Ugyanakkor a nagyteljesítményű elektronikai alkatrészeken alapuló szilárdtest-csapos- és hibrid fokozatkapcsoló{20}} fokozatosan a mérnöki alkalmazási szakaszba lépnek. A hagyományos mechanikus érintkezőket félvezető eszközökre, például tirisztorokra cserélik, hogy ív-mentes kapcsolást és gyorsabb válaszsebességet érjenek el, ami a csap{23}}technológia jövőbeli fejlesztési irányát jelenti.
A globális piaci struktúrából a fokozatváltó iparág erősen centralizált jellemzőt mutat. Az MR a világ legnagyobb fokozatkapcsoló-gyártója, amely a tengerentúli piac mintegy 80%-át képviseli; A Long March Electric 2019-es felvásárlásával a China Huaming Equipment Co., Ltd. jelenleg a hazai fokozatkapcsolók piacának több mint 80%-át birtokolja, ezzel a második helyen áll a világon. Bár a váltó a transzformátor kulcsfontosságú magtartozéka, saját értéke a transzformátor összértékének csak 5%-át - 15%-a teszi ki, ami a transzformátor teljes gyártási költségének kis hányadát teszi ki. Emiatt a transzformátorgyár által az upstream felé kiterjesztett leágazó kapcsoló ereje nem erős, ami a leágazó kapcsolókat gyártó vállalkozások rendkívül professzionális ipari jellemzőit képezi. A transzformátor külkereskedelmi munkatársai számára a fokozatkapcsoló alaptípusának és működési elvének ismerete segíthet az ügyfelekkel való kommunikáció során pontosan megérteni a műszaki specifikációban a feszültségszabályozási módra, a feszültségszabályozási tartományra és a leágazás számára vonatkozó követelményeket, valamint segítséget nyújt az ügyfeleknek az aktuális alkalmazási forgatókönyvek szerinti ésszerű döntéshozatalban a modellválasztás folyamatában. Sajátítsák el ennek a résznek a tudását, amely nemcsak a szakmai minőséget tükrözi, hanem egy fontos kapcsolat a külkereskedelmi üzleti szolgáltatások mélységének javításában is.
