Основний принцип перемикача РПН під навантаженням був удосконалений наприкінці 1920-х років, і його необхідний робочий механізм повинен відповідати двом умовам: по-перше, не допускається відключення струму навантаження під час процесу перемикання РПН; По-друге, під час процесу перемикання РПН не допускається коротке замикання в будь-якій частині обмотки. Ранні перемикачі навантажень використовували реактори для досягнення вищезазначених цілей, тоді як у сучасних перемикачах навантаження реактори були замінені перехідними резисторами з багатьма перевагами. Використання перехідних резисторів має перевагу більшого терміну служби контакту (через коротший час виникнення дуги, пов’язаний із перемиканням при одиничному коефіцієнті потужності), але загалом реактивний опір центрального відводу на перемикачах навантаження є більш поширеним: вони можуть проектувати реактор, щоб мати безперервні та стабільні номінальні параметри, тоді як перехідні резистори мають більш високе енергоспоживання при підключенні до лінії, що гарантує, що їхні номінальні параметри можуть бути гарантовані лише протягом обмеженого часу. Якщо можна гарантувати механічну роботу перемикача РПН, описана вище ситуація не призведе до серйозних наслідків. Однак, незважаючи на те, що різноманітні спроби досягти вищевказаних цілей загалом є успішними, все ще існує ризик пошкодження, якщо перемикач РПН не зможе плавно завершити робочий цикл.
У ранніх конструкціях перемикачів РПН під навантаженням пристрої теплового захисту зазвичай використовувалися для відключення та відключення трансформаторів у разі аварії перемикача РПН. Ці ранні перемикачі РПН мали низьку швидкість перемикання та повільну швидкість роз’єднання контактів, а дуга могла тривати кілька з половиною циклів. Коли зазор між контактами досить великий і немає можливості повторного запалювання дуги, дуга з часом згасне в момент перетину поточного нуля. Дуговий контакт зазвичай виготовляється з чистого мідного матеріалу.
Незалежно від того, чи є він реактивним чи резистивним, механічні методи приводу ранніх перемикачів навантаження були або прямим приводом, або приводом накопичення енергії. Енергія, що приводиться в дію механізмами накопичення енергії, накопичується в маховику або пружині. Але цей тип механізму приводу зазвичай потребує складної зубчастої передачі та передачі вала, і необхідно враховувати можливість механічної несправності.
Зараз більшість перемикачів РПН, розроблених раніше під навантаженням, замінено високошвидкісними резистивними перемикачами РПН. Надійність цих операцій перемикання була значно покращена, головним чином завдяки тісній інтеграції механізму приводу накопичувача енергії з конкретним механізмом перемикання, таким чином подолавши багато недоліків у початковій конструкції. Використання контактів зі сплаву міді та вольфраму значно збільшує термін служби контактів і принципово змінює принцип перемикання перемикача. Люди зрозуміли, що термін служби контактів тісно пов’язаний із тривалістю горіння дуги, і гасіння дуги в момент першого перетину нуля струму стало основним принципом у конструкції перемикачів РПН сьогодні.
Містовий резистор може підтримувати свої номінальні параметри протягом короткого періоду часу, але з покращенням механічної дії перемикання та використанням високо-резисторних матеріалів, а час безперервної роботи резистора в ланцюзі становить лише кілька мілісекунд, ризик пошкодження резистора стає незначним. Для перемикачів РПН з подвійним опором цикл перемикання РПН зазвичай становить менше 75 мс.
Перевага використання високо-швидкісного переходу резистора також відображається в значно покращеному терміні служби трансформаторного масла. Трансформаторне масло навколо з’єднувальних і роз’єднувальних контактів пристрою РПН під навантаженням буде забруднене сажею, що утворюється навколо роз’єднувальної дуги. Генерація сажі безпосередньо пов'язана з величиною струму навантаження та тривалістю дуги. У ранньому дизайні низькошвидкісних-пристроїв РПН після тисячі операцій трансформаторне масло потрібно було обробити або замінити. У наш час дозволена кількість операцій перемикача перед обробкою або заміною трансформаторного масла досягла приблизно в 10 разів більше, ніж у минулому.
Перемикач РПН центрального реактивного типу має певні переваги, яких не мають високошвидкісні перемикачі РПН із опором переходу, головним чином відображені в тому факті, що, підключивши реактор між перемикачами РПН, ця конструкція може отримати вдвічі ефективніше робоче положення порівняно з РПН трансформатора. Отже, у випадку, коли трансформатори вимагають великої кількості ступенів РПН, перемикачі РПН з центральним реактивним опором мають очевидні переваги, і деякі виробники в Північній Америці все ще використовують цю структуру. У місцях, де використовуються реактивні перемикачі РПН, використовуються деякі спеціальні комутаційні структури для продовження терміну служби контактів, включаючи використання шунтуючих резисторів і зміну структури котушки реактора для використання вакуумних перемикачів. Але ці конструкції мають певні обмеження щодо безпечної робочої напруги при відключенні циркулюючого струму.
У ранніх конструкціях перемикачів РПН трансформатори повинні були мати дві паралельні обмотки РПН, кожна з яких була оснащена селекторним перемикачем та ізолятором. Якщо потрібна зміна відводу, відкрийте роз’єднувач на одній обмотці, перемкніть навантаження на іншу обмотку відводу, змініть перемикач вибору, розташований на відкритій обмотці, у нове положення відводу, а потім знову замкніть роз’єднувач. Метод перемикання другої обмотки точно такий же, як описаний вище процес. Коли дві обмотки повністю підключені паралельно до нового положення РПН, одна операція перемикання РПН завершується.
Недолік цього методу перемикання відводів полягає в тому, що дві паралельні обмотки відводів повинні по черзі зазнавати перевантаження, і розробник трансформатора повинен вжити заходів для обмеження циркулюючого струму, що утворюється в двох обмотках у разі асинхронного розташування відводів між двома обмотками. У цій структурі будь-які помилки в порядку перемикання або механізмі перемикання можуть мати катастрофічні наслідки.










