بعض الأسباب التي تجعل مستخدمي المحولات يطلبون تحويل جهد الصنبور هي كما يلي: للتعويض عن التغيرات في مصدر طاقة النظام والجهد الخارجي الذي توفره المحولات الأخرى؛ يستخدم للتعويض عن تعديل الجهد المتولد داخل المحول نفسه والحفاظ على جهد الخرج للمحول دون تغيير؛ يستخدم للتحكم في اتجاه تدفق الطاقة التفاعلية لمحولات المولدات وأنظمة محولات التوصيل البيني؛ يستخدم للتعويض عن بعض العوامل التي لم تتضح بعد في مرحلة التخطيط لنظام الطاقة؛ السماح ببعض التطوير والتغييرات في ظروف النظام.
ما سبق هو الأسباب الأساسية لطلب تغيير الصنبور المتعرج. في الواقع، أصبح استخدام مغيرات الصنبور منتشرًا على نطاق واسع في الوقت الحاضر لدرجة أن معظم المستخدمين لا يفكرون فيما إذا كان بإمكانهم تجنب استخدام مغيرات الصنبور أو ما إذا كانوا بحاجة إلى الحد من نطاق مغيرات الصنبور. ومع ذلك، فإن المحولات التي لا تحتوي على مبدلات الحنفية لها بنية بسيطة، وتكاليف تصنيع منخفضة، وموثوقية عالية نسبيًا. يؤدي استخدام مغير الصنبور في حد ذاته إلى زيادة التكلفة والتعقيد الهيكلي للمحولات، كما يقلل أيضًا من الموثوقية التشغيلية. لذلك، يُنصح بتجنب استخدام هياكل مبدل الصنبور كلما أمكن ذلك. حتى لو كان ذلك لا مفر منه، يجب تقليل نطاق وعدد تغييرات النقر.
مساوئ استخدام بنية مغير الصنبور على المحولات: يؤدي استخدام مبدل الصنبور حتماً إلى حدوث تغيرات في كثافة التدفق المغناطيسي في قلب الحديد، لذلك يجب أن يكون اختيار قيمة كثافة التدفق المغناطيسي أقل من القيمة المثلى لتعويض الزيادة المحتملة في كثافة التدفق المغناطيسي في بعض الحالات؛ تختلف مقاومة المحول باختلاف موضع الصنبور، لذلك يجب أن يسمح تصميم النظام بتغييرات المعاوقة هذه؛ ستختلف خسائر المحولات باختلاف مواضع الصنبور، لذلك يجب أن يتمتع نظام التبريد بقدرة تبريد كافية لتلبية الحد الأقصى من متطلبات الخسارة المحتملة؛ هناك حتمًا موقف يتم فيه قطع بعض أجزاء الملف من الدائرة، الأمر الذي سيؤدي إلى تدهور علاقة التوازن الكهرومغناطيسي داخل المحول، وبالتالي زيادة القوة الكهرومغناطيسية غير المتوازنة في ظل ظروف الدائرة القصيرة -؛ ستؤدي الزيادة في عدد أسلاك الصنبور داخل المحولات إلى زيادة تعقيد هيكل المنتج واحتمال حدوث أخطاء داخلية؛ يشكل مغير الصنبور نفسه، وخاصة مبدل الصنبور عند التحميل، مصدر خطأ المحول.
على الرغم من أن مشكلات تنظيم الجهد تحدث داخل العديد من محولات الطاقة والكابلات، وتختلف قيمة معدل تنظيم الجهد بشكل كبير بين ظروف الحمل المنخفض والحمل الكامل، إلا أن أحد المتطلبات الأساسية لنظام الطاقة هو أنه يجب أن يكون قادرًا على توفير جهد ثابت للمستخدمين وعدم السماح له بالتغيير كثيرًا مع حمل النظام. على الرغم من أنه في العديد من الأنظمة الصناعية، خاصة تلك التي تتطلب جهدًا عاليًا بما يكفي لإمداد الطاقة لضمان القيادة المُرضية للمعدات الحركية الكبيرة، فإن الجهد العالي لإمداد الطاقة مطلوب. ولكن لا ينبغي أن يكون جهد مصدر الطاقة مرتفعًا جدًا لتجنب خطر الجهد الزائد للأجهزة مثل أنظمة الحماية الإلكترونية أثناء إلغاء تثبيت النظام. إذا كان الجهد غير كاف، فإن بعض العمليات الصناعية لن تكون قادرة على المضي قدما بشكل طبيعي. حتى أن بعض عمليات المعالجة الصناعية تستخدم مرحلات الجهد المنخفض للحماية، وعندما يكون جهد مصدر الطاقة منخفضًا جدًا، يجب إيقاف عملية المعالجة تمامًا. يأمل معظم المستهلكين المدنيين أيضًا في ضمان الجهد العالي في أي وقت من اليوم (سواء كان ليلاً أو نهارًا) لضمان التشغيل الطبيعي للأجهزة المنزلية. ومع ذلك، يجب ألا يكون الجهد الكهربائي مرتفعًا جدًا لتجنب تقصير العمر الافتراضي لمعدات الإضاءة. إذا كان جهد مصدر الطاقة مرتفعًا جدًا، فإن أجهزة الإضاءة هذه هي أول من يتعطل.
في هذه الحالة، على الرغم من بعض المخاوف بشأن العوامل السلبية المرتبطة باستخدام مبدلات الحنفية، لا يزال مطلوبًا أن يتم تجهيز العديد من المحولات في شبكة الطاقة المدنية بمبدلات حنفية عند التحميل. بدون مبدلات التحميل، يكاد يكون من المستحيل تصميم شبكات الطاقة هذه بشكل اقتصادي. في المجال الصناعي، يتم استخدام المحولات المزودة بمبدلات تحميل بشكل عام كمعدات طاقة لصناعات مثل أفران القوس، ومصانع التحليل الكهربائي، والمصانع الكيميائية. إذا لم يكن لدى المحول القدرة على تنظيم جهد الحمل، فلا يمكن تلبية المتطلبات المذكورة أعلاه. ومع ذلك، بالإضافة إلى مطالبة المولد بإرسال طاقة نشطة، يشترط أيضًا أن يكون قادرًا على إرسال أو امتصاص بعض الأحمال التفاعلية وفقًا لظروف النظام، وتحتاج هذه الأحمال التفاعلية إلى التغيير بسبب عوامل معينة. تتأثر الطاقة التفاعلية الناتجة عن المولد بزيادة جهد محول المولد. إذا قام المحول بخفض الجهد، فسيتعين على المولد أن يمتص الحمل التفاعلي. يجب أخذ وضع التشغيل هذا في الاعتبار عند تصميم المحولات من أجل إحداث تغييرات كبيرة في كثافة التدفق المغناطيسي في قلب الحديد.
من المرجح أن تستخدم محولات التوصيل البيني التي تربط أنظمة 400 كيلو فولت و275 كيلو فولت و132 كيلو فولت هياكل المحولات الذاتية. ليس من السهل ضبط نسبة الجهد لهذا المحول لأن إضافة أو إزالة لفات الصنبور عند النقطة المحايدة سوف يسبب تغيرات في عدد لفات كل من الملف المتسلسل والملف المشترك. وبطبيعة الحال، إذا كانت هذه المحولات لا تأتي مع معدات تنظيم الجهد، فإنه لا يمكن توفير التكلفة العالية لمغيرات الصنبور فحسب، بل أيضا تجنب بعض العيوب المتعلقة بمغيرات الصنبور. "التكلفة" الناجمة عن تبسيط هيكل المحولات أدت إلى حد ما إلى تقليل مرونة تشغيل أنظمة 275 كيلو فولت و132 كيلو فولت، ولكن يمكن تعويض ذلك عن طريق وضع مبدلات الحنفية على محولات المستوى الأدنى 275 كيلو فولت/33 كيلو فولت أو 132 كيلو فولت/33 كيلو فولت.
في المملكة المتحدة، يتم الحفاظ على جهد التشغيل لنظام 400 كيلو فولت بشكل عام ضمن ± 5٪ من جهده الاسمي. إذا كانت محولات الربط بين أنظمة 2751 فولت و132 كيلو فولت لا تحتوي على مغيرات حنفية، فإن تباين الجهد لهذه الأنظمة سيكون أكبر من ± 5% من جهدها الاسمي، حيث يشمل ذلك أيضًا عوامل ضبط الجهد داخل محولات التوصيل البيني. لذلك، يجب عمومًا الحفاظ على جهد التشغيل لأنظمة 275 كيلو فولت و132 كيلو فولت في حدود ± 10% من جهدها الاسمي. يتطلب ذلك أن يكون محول طاقة الشبكة 275 كيلو فولت/33 كيلو فولت (الأكثر شيوعًا 132 كيلو فولت/33 كيلو فولت) مزودًا بمغير الصنبور للتكيف مع تغيرات الجهد المذكورة أعلاه. بالإضافة إلى ذلك، إذا كانت هذه المحولات مطلوبة لزيادة الجهد على الجانب 33 كيلو فولت في ظل ظروف تحميل النظام العالية (على سبيل المثال، جهد نظام 275 كيلو فولت أو 132 كيلو فولت أقل من الجهد الاسمي المقابل)، فيجب أن يصل الحد الأدنى لنطاق الصنبور المطلوب لهذه المحولات إلى -10٪. لذلك، يُشترط بشكل عام أن نطاق النقر لهذه المحولات هو +10%~-20%. وهذا يتعارض مع هدف الحد من نطاق المحولات لتحسين موثوقيتها كما ذكرنا سابقًا. ولكن من ناحية أخرى، فإنه يعكس أن إغفال مغيرات الصنبور على محولات 400 كيلو فولت/132 كيلو فولت يقلل من المرونة التشغيلية للنظام، مما يؤدي إلى هيكل أكثر تعقيدًا لمحولات 132 كيلو فولت/33 كيلو فولت. من الواضح، بالمقارنة مع محطات الخطوط 275 كيلو فولت أو 132 كيلو فولت لمحولات 400 كيلو فولت / 275 كيلو فولت أو 400 كيلو فولت / 132 كيلو فولت، فإن ترتيب شرائح مغير الصنبور على جانب النقطة المحايدة المؤرضة من وصلة النجم المتعرجة 275 كيلو فولت أو 132 كيلو فولت سيكون له موثوقية أعلى وتكاليف تصنيع أقل.
بالمقارنة مع نظام 132 كيلو فولت، فإن الحفاظ على مستوى التحكم على نطاق جهد أكبر لنظام 33 كيلو فولت يعني أن محولات 33 كيلو فولت/11 كيلو فولت تتطلب عادةً نطاق تنظيم جهد ± 10% فقط. ومع ذلك، تمامًا كما هو الحال في محولات 132 كيلو فولت/33 كيلو فولت، لا يزال صنبور الجهد العالي في محولات 33 كيلو فولت/11 كيلو فولت معدًا لزيادة جهد خرج الجهد المنخفض والتعويض عن تعديل جهد النظام. في هذه الحالة، يتم عادةً تصميم نسبة جهد الدائرة المفتوحة للمحول لتكون 33 كيلو فولت/11.5 كيلو فولت، مما يعني أنه في ظل ظروف عدم التحميل-، عندما يتم تطبيق جهد اسمي على جانب الجهد - العالي للمحول، فإن جهد خرج الجهد المنخفض- سيكون أعلى من الجهد الاسمي لنظام الجهد المنخفض-.
تبلغ السعة المقدرة لمحول المرحلة الأخيرة في الشبكة (المفترض أن تكون محولات 11 كيلو فولت/0.433 كيلو فولت) بشكل عام 1600 كيلو فولت · A أو أقل. لا يستحق استخدام معدات باهظة الثمن ومعقدة من الناحية الهيكلية لتنظيم جهد الحمل على هذه المحولات ذات السعة الصغيرة-المنخفضة التكلفة. وهي مجهزة عمومًا بمبدلات حنفية غير متحمسة، ويكون نطاق الحنفية الخاص بها عادة ± 2.5% أو ± 5%. يمكن أن يؤدي استخدام إعداد الصنبور هذا إلى تحقيق تغييرات في نسبة الجهد للتكيف مع ظروف التشغيل لشبكة الطاقة المحلية. على الرغم من أنه يمكن تشغيل هذه الأجهزة في أي وقت أثناء تشغيل المحول، إلا أنها تحتاج عمومًا إلى التكيف مع ظروف التحميل للنظام المحلي عند تشغيل المحول.
