Генераторные трансформаторы предназначены для непосредственного подключения к выводам электрических генераторов электростанций и служат для повышения напряжения до уровня магистральных сетей передачи электроэнергии. Они работают в составе энергоблоков тепловых, гидравлических и атомных электростанций и относятся к наиболее нагруженным и ответственным элементам силового оборудования.

Номинальные параметры генераторных трансформаторов определяются характеристиками генератора и схемой энергоблока. Номинальные напряжения на стороне генератора, как правило, находятся в диапазоне 6–24 кВ, а на стороне высокого напряжения достигают 110–750 кВ и выше. Номинальные мощности составляют десятки и сотни мегавольт-ампер, при этом трансформатор рассчитан на длительную работу при токах, близких к предельным значениям.

Конструктивные особенности генераторных трансформаторов обусловлены высокими токами со стороны генератора и значительными электродинамическими усилиями при аварийных режимах. Обмотки выполняются с усиленной механической фиксацией и повышенной стойкостью к термическим и динамическим нагрузкам. Магнитопроводы оптимизируются по уровню потерь и вибраций, поскольку генераторный трансформатор работает практически непрерывно.

Электрические режимы работы генераторных трансформаторов характеризуются частыми изменениями нагрузки, пусковыми токами и переходными процессами. Напряжение короткого замыкания выбирается таким образом, чтобы обеспечить допустимые токи КЗ и устойчивую работу генератора и сети. Особое внимание уделяется согласованию параметров трансформатора с системой возбуждения генератора.

Системы охлаждения генераторных трансформаторов, как правило, многоступенчатые и высокоэффективные. Широко применяются схемы с принудительной циркуляцией масла и воздуха либо масла и воды. Надёжность системы охлаждения критична, поскольку перегрев обмоток напрямую влияет на ресурс изоляции и стабильность работы энергоблока.

Эксплуатационные требования к генераторным трансформаторам включают обязательное применение развитых систем защиты и мониторинга. Дифференциальная защита, газовая защита, контроль температуры и анализ растворённых газов в масле являются стандартными средствами обеспечения надёжности. Любой отказ генераторного трансформатора приводит к останову энергоблока и значительным экономическим потерям.

Генераторные трансформаторы играют ключевую роль в энергосистеме, обеспечивая передачу мощности от источника генерации к сетям высокого напряжения. Их конструкция и эксплуатация подчинены требованиям максимальной надёжности, устойчивости и долговечности в тяжёлых режимах работы.