發電機的發熱部件，主要是定子繞組、定子鐵芯（磁滯與渦流損耗）和轉子繞組。必須采用高效的冷卻措施，使這些部件發出的熱量散發出去，保證發電機各部分溫度不超過允許值。

目前用于大型發電機冷卻的介質有氫氣、水和油。它們的冷卻能力都比空氣強。

在發電機冷卻系統中，冷卻介質可以按不同的方式組合。對于大容量的汽輪發電機，其定、轉子繞組都采用內冷方式。按定、轉子繞組和鐵芯冷卻介質的不同組合，大容量汽輪發電機的冷卻方式主要有以下幾種：

1、全氫冷：定、轉子繞組采用氫內冷，定子鐵芯采用氫冷。

2、水氫氫冷：定子繞組水內冷，轉子繞組采用氫內冷，定子鐵芯采用氫冷。

3、水水氫冷：定子繞組水內冷，轉子繞組采用水內冷，定子鐵芯采用氫冷。

汽輪發電機結構與冷卻方式密切相關。國內外生產的1000MW汽輪發電機大部分為水氫氫冷卻方式。國內電廠裝設或正在計劃裝設的，以及國產的1000MW汽輪發電機都為水氫氫冷卻方式，因此本節將主要介紹這種型式的汽輪發電機。

1、定子內冷水路

定子冷卻水首先從水系統進入發電機勵端匯流管，然后經絕緣引水管分別進入上、下層定子線棒，再經汽端的絕緣引水管進入汽端回水匯流管，返回到外部水系統中。

定子繞組引線、發電機引出線和出線瓷套端子的冷卻水路相互串聯后與定子繞組的冷卻水路并聯。首先冷卻水自勵端匯流管經絕緣引水管進入定子繞組引線內，然后經絕緣引水管進入發電機引出線內，再經絕緣引水管進入到出線瓷套端子內，從瓷套中經絕緣引水管進入出線盒內的小匯流管，并通過小匯流管的機外連接管與發電機汽端出水匯流管并聯，與定子繞組冷卻水一起返回到外部水系統中。

2、發電機氫氣冷卻風路

發電機定子、轉子沿軸向分成11個通風區。其中，有5個進風（冷風）區，6個出風（熱風）區，進出風區交替分布。發電機定子采用多路通風。首先，被風扇加壓的冷氫氣由機座端部通過機座隔板上的軸向通風管進入備冷風區。然后，氫氣經過鐵芯徑向通風道冷卻進入氣隙中。進入氣隙中的氫氣大部分由轉子槽模上的風斗導入轉子繞組通風孔內，其余氫氣分別通人相鄰的兩個熱風區。在熱風區內，轉子槽模上的風斗將冷卻轉子繞組后的熱氫氣排至氣隙中，并與來自相鄰風區的氫氣一起經過鐵芯徑向通風道到鐵芯背部，再由軸向通風管匯集在第工或第Ⅱ風區內，然后熱氫氣進入冷卻器內冷卻。從冷卻器冷卻后出來的氫氣經風扇加壓后重新進行循環。

定子鐵芯端部磁屏蔽處設有單獨的冷卻風路。首先，冷氫氣經過磁屏蔽的內錐面進入兩端磁屏蔽上的4個徑向通風道冷卻磁屏蔽，并從背部經機座隔板上的軸向通風孔分別進入第Ⅰ或第Ⅱ風區與其他氫氣一起進行循環。出線盒內亦單獨形成通風回路，熱風經第Ⅰ或第Ⅱ風區進入冷卻器。

為提高風扇效率和壓頭，本型發電機在風扇入口處設有靜止導向葉片的導風環。同時，為減少冷熱風區串風，提高轉子冷卻效果，在定子鐵芯內膛風區間隔位置上設有徑向氣隙隔環，隔環底部ω角范圍空出，以利于裝卸轉子。

3、發電機出線及氫冷回路

發電機各相和中性點出線均通過集電環端機座下部出線罩引出機座，在出線罩與定子外機座之間放置有密封墊以維持氣密性。出線罩板采用非磁性材料以減少定子電流產生的渦流損耗。出線罩板下方開有排泄孔以防止引線周圍積存油或水。

定子出線及氫冷回路。定子出線通過高壓絕緣套管穿出機殼外，套管由整體的陶瓷和銅導電桿組成，導電桿兩端鍍銀。過渡引線及出線套管均采用氫氣內冷，套管上裝有電流互感器供測量和保護用。氫氣從銅導電桿上端的進風口進入導電桿內管，在底部轉入雙層銅管的環形空間，通過上部一個特殊接頭排人過渡引線，再由固定過渡引線的空心磁套管排入出線罩的夾層風道后進入內外端蓋間的低壓風區。

4、測溫元件和出線板

熱電阻：在定子繞組每一相的熱點埋設有檢溫計(RTD)，測量繞組的溫度。而線棒溫度，通過每個槽內上下層線棒間埋置的電阻檢溫計來測量。鐵芯溫度用埋置的熱電偶測量。此外，在冷卻器的進風區埋設有電阻檢溫計，以測量冷卻器的進出風溫。所有機內的檢溫計均通過機座下部的接線端子板引出。

熱電偶：由于發電機在欠勵運行時，定子端部部件的溫度會很高，這些部位均埋設熱電偶以測量溫度。在定子壓圈、銅屏蔽和鐵芯邊段齒部、軛部測量部位所安裝的熱電偶是銅-康熱電偶，其傳感部件焊在測點位置。定子線圈出水溫度，通過布置在出水接頭上的熱電偶測量。軸瓦溫度通過埋置在鎢金下的熱電偶測量。熱電偶的股線和保護套之間的間隙用陶瓷物質填充，使股線與外層空氣隔絕，并可避免熱電偶在空氣中和高溫下被腐蝕。熱電偶引線（玻璃絲包股線）被引至測溫端子箱的出線板上。

5、氫冷汽輪發電機的優點和不足

優點：

(1)發電機內維持氫的純度為97%時，其密度只有不到空氣的1/10，所以發電機的通風損耗及轉子表面對氣體的摩擦損耗都大大減小為空氣的1/10。

(2)氫的導熱系數為空氣的7倍，可以使絕緣內間隙及其他間隙的導熱能力改善，從而有利于加強發電機的冷卻。

(3)由于氫氣的表面散熱能力強（純度為97%的氫氣表面散熱系數約為空氣的1.35倍），發電機的損耗可由氫氣很快帶走，因此，能使發電機的出入口風溫差降低10～15℃左右。增加氫壓還可使散熱能力按壓力的0.8次方增加。

(4)經過嚴格處理的冷卻用氫氣可以保證發電機內部清潔，通風散熱效果穩定，而且不會產生由于臟污引起的事故。

(5)氫氣中含氧量很少，低于2%，不助燃，即使發電機內部發生短路故障，也不會有著火的危險，從而可使故障損壞程度大為減輕。

(6)在氫氣中，噪聲較小，而且絕緣材料不易受氧化和電暈的損害。

不足：

(1)發電機必須更加嚴密封閉以防氫氣泄漏。為此，機蓋與端蓋的連接表面處和轉軸穿出端蓋孔處等都必須采取適當的密封措施。

(2)發電機內的氫氣必須維持規定的純度，以保證發電機運行性能和避免發生爆炸，為此必須設置一套供氫裝置。

(3)氫冷發電機的機座和端蓋需采用防爆結構，比空冷發電機的用鋼量多，也復雜得多。

(4)其通風系統結構也較復雜，這些都增加了投資或維修費用。