בין האביזרים הרבים של השנאי, מחליף ברזים, למרות שאינו מוכר היטב, ממלא תפקיד שאין לו תחליף בהבטחת יציבות מתח הרשת. בפעולה בפועל של מערכת החשמל, המושפעת מתנודת עומס, אובדן קו, שינוי תפוקת הספק וגורמים אחרים, מתח הרשת משתנה לעתים קרובות בדרגות שונות. אם המתח אינו מותאם, המתח החורג מהטווח המותר ישפיע על הפעולה הרגילה של הציוד החשמלי או אפילו יגרום לנזק. מחליף ברזים הוא מכשיר לפתור את הסתירה הזו. זה משנה את הסיבובים האפקטיביים של הפיתול על ידי הגדרת ברזים במיקומים שונים של פיתול השנאי, כדי להתאים את יחס המתח ולשמור על מתח המוצא בטווח שצוין. לסיכום במשפט אחד, מחליף הברזים הוא "ווסת המתח" של השנאי.
מחליף ההקשה- מחולק בעיקר למחליף לא-הקש-עירורוב-טעינת מחליף-הקשלפי מצבי פעולה שונים. מחליף-הקשה לטעינה- נקרא גם מחליף-הקשה לטעינה-. כפי שהשם מרמז, ניתן להפעיל אותו רק כאשר השנאי מנותק לחלוטין מהרשת ובמצב של הפסקת חשמל. הסיבה לכך היא שלמחליף ה-הקשה-לא{7}}יתבצע תהליך ניתוק קצר במהלך תהליך המעבר. אם השנאי נטען בזמן זה, זרם העומס המנותק ייצור קשת בין המגעים, שעלולה לא רק לשרוף את המתג עצמו, אלא גם לגרום לתאונת קצר חשמלית. לכן, כאשר נעשה שימוש במחליף ברז ללא{11}}עירור לוויסות מתח, יש להסיר את השנאי מרשת החשמל, ולהחזיר את אספקת החשמל לאחר השלמת ויסות המתח. למצב ויסות מתח זה יש טווח התאמה קטן, בדרך כלל לא יותר מ-± 5% מהמתח הנקוב של השנאי, ואספקת החשמל נדרשת להיות מופסקת במהלך תהליך הפעולה. זה ישים על שנאי ההפצה ללא דרישות איכות מתח קפדניות וללא ויסות מתח תכוף. מהמבנה, ישנן צורות רבות של מחליף-מחליף ברז-במעגל, כגון תוף, כלוב, רצועה, דיסק וטריז, אותם ניתן לבחור בהתאם לדרגת המתח, חלקי וויסות הזרם והמתח. מתג כלוב ישים לזירת זרם גדול ומתח גבוה. היצרנים המקומיים מסוגלים לייצר 330kV נוכחי מדורג 6000A כלוב -לא-מתג עירור.
בניגוד חד למחליף-הקשה לטעינה-הוא מחליף ה-הקשה לטעינה-, המכונה OLTC באנגלית. הוא יכול להשלים שינוי ברז- מבלי להפריע לזרם העומס כאשר השנאי פועל, כדי לממש ויסות מתח ללא הפסקת חשמל. המפתח למחליף-הקשה-על כדי להשיג זאת הוא שיש לו נגד מעבר או כור בפנים. כאשר המתג עובר מברזים אחד לאחר, שני הברזים יהיו קצרים-באמצעות התנגדות המעבר, זרם המחזור בין שני הברזים יוגבל על ידי ההתנגדות, ואז הברז המקורי ינותק כדי להשיג מעבר חלק, וכל התהליך לא ייצור הפרעה בקשת. בהתבסס על רכיבי מעבר שונים, ניתן לחלק את מחליף -הקשה על עומס- לסוג התנגדות וסוג תגובתיות. נכון לעכשיו, הזרם המרכזי הבינלאומי הוא סוג התנגדות, בעוד שחלקם מסוג תגובתיות בשוק האמריקאי. למחליף-הקשה על עומס-יש טווח התאמה גדול, מהירות ויסות מתח מהירה וניתן לכוון אותו בכל עת בהתאם לשינוי-בזמן האמיתי של מתח הרשת. לכן, מחליף-הקשה על עומס- חייב להיות מותקן בשנאי כוח של 35kV ומעלה בהתאם להוראות המחייבות של תקני IEC והתקנים הלאומיים.
המבנה הפנימי של מחליף-הקשה על עומס- מורכב, שבדרך כלל מורכב ממחליף הקשה-, מתג שינוי- ומנגנון הפעלה חשמלי. בורר הברז אחראי על פונקציית "בחירת המיקום", כלומר בחר את ברז היעד במצב מעגל פתוח. זה לא יכול לחבר או לנתק את הזרם בעצמו, אלא רק לשחק את התפקיד של נשיאת זרם. מתג ההפניה אחראי למעשה על ביצוע פעולת ה-"Toggle" להשלמת המעבר מהברז הנוכחי לברז היעד בעומס. במחליף הברז המשולב-, שני המכשירים מסודרים בנפרד. בורר ההקשה מבצע את משימת הבחירה של מחליף הברזים, ומתג ההחלפה-מבצע את משימת ההחלפה הנוכחית. לשני המכשירים יש שיתוף פעולה בשתיקה וחלוקת עבודה ברורה. בנוסף, ישנם כמה עיצובים המשלבים את הפונקציות של השניים לאחד, הנקראים מתגי בורר, מה שהופך את המבנה לקומפקטי יותר. מנגנון ההפעלה החשמלי הוא מקור הכוח לשליטה על כל תהליך הפעולה. בדרך כלל הוא מותקן על הקיר של מיכל השנאי, ומחליף הברזים מונע על ידי פיר ההילוכים כדי להשלים את החלפת הברז. תהליך המיתוג של מחליף-ברז עומס-מצריך דיוק מכאני ואמינות חשמלית גבוהים במיוחד, והמגעים שלו יהיו בעלי מוליכות טובה והתנגדות לאבלציה בקשת. התכנון והייצור של כל המוצר כולל חומרים, מכונות, חשמל, מיקרו-אלקטרוניקה ודיסציפלינות אחרות, עם מחסומים טכניים עמוקים.
בשנים האחרונות, מתפתחת גם טכנולוגיית המחלף-בטעינה-. מחליף- ברז עומס- מסורתי יוצר קשת חשמלית בשמן במהלך תהליך המעבר, והקשת החשמלית תגרום לפירוק שמן בידוד ולזיהום שמן שנאי, מה שמגביר את עומס התחזוקה. לכן, מחליף הוואקום ב-הקשה על עומס- נוצר ברגע הנכון. זה מכניס את מתג השינוי-במפסק הוואקום לצורך הפעלה. הקשת נכבית במהירות בסביבת הוואקום ולא תזהם את שמן השנאי ובכך מאריכה את תקופת התחזוקה של המתג ואת חיי השירות של השנאי. מחליף הוואקום על-הברז העומס- של Hitachi Energy של Hitachi Energy יכול לעמוד בדרישות הגבול של רמת מתח דחף עד 1050kV וזרם נקוב של 1600A, המייצגים את הרמה הגבוהה-בתחום זה. במקביל, מחליף הברז-המצב המוצק-והמחלף ההיברידית-המבוסס על רכיבים אלקטרוניים הספקים נכנסים בהדרגה לשלב היישום ההנדסי. הם מחליפים את המגעים המכאניים המסורתיים בהתקני מוליכים למחצה כגון תיריסטורים כדי להשיג מיתוג -ללא קשת ומהירות תגובה מהירה יותר, המייצגים את כיוון הפיתוח העתידי של טכנולוגיית מחלף-הברז.
ממבנה השוק העולמי, תעשיית מחליפי הברזים מציגה מאפיין ריכוזי ביותר. MR היא יצרנית מחליפי הברזים הגדולה בעולם, המהווה כ-80% מהשוק בחו"ל; על ידי רכישת Long March Electric בשנת 2019, China Huaming Equipment Co., Ltd. מחזיקה כיום ביותר מ-80% משוק מחליפי הברזים המקומי, במקום השני בעולם. למרות שמחליף ברז- הוא אביזר הליבה העיקרי של השנאי, הערך שלו עצמו מהווה רק 5% - 15% מהערך הכולל של השנאי, המהווה חלק קטן מעלות הייצור הכוללת של השנאי. לכן, כוחו של מתג ברז המורחב על ידי מפעל שנאים למעלה הזרם אינו חזק, ויוצר את המאפיינים התעשייתיים המקצועיים ביותר של מפעלי ייצור מתג ברז. עבור אנשי סחר חוץ של שנאי, הכרת הסוג הבסיסי ועקרון העבודה של מחליף ברזים יכולה לעזור להם להבין במדויק את הדרישות לגבי מצב ויסות מתח, טווח ויסות מתח ומספר ברז במפרט הטכני בעת תקשורת עם לקוחות, ולסייע ללקוחות לבצע שיקול דעת סביר בהתאם לתרחישי היישום בפועל בתהליך בחירת הדגם. מאסטר הידע של חלק זה לא רק משקף את האיכות המקצועית, אלא גם קישור חשוב לשיפור העומק של שירותי סחר חוץ עסקיים.
