水轮发电机的冷却方式有很多种,但对大型水轮发电机而言,目前成熟技术仅限于利用空气和洁净的水作为冷却介质来进行冷却,即空冷和水内冷两种主要方式。水轮发电机在300MW及以下,利用空气作冷却介质对定子,转子绕组及定子铁芯表面进行冷却,是目前采用的主要冷却方式。单机容量增长到500MW及以上时,采用水内冷的方式较多。

水内冷的方式有:定转子绕组均直接通水冷却(即"双水内冷")和定子绕组直接通水冷却,转子绕组加强空气冷却。双水内冷的方式因技术、成本、可靠性的原因在水轮发电机组上基本不再采用。本文"水内冷"均指后一种即定子绕组通水冷却。此外,近来还发展了利用流体沸腾时的汽化潜热带走热量的"蒸发冷却"的方式。