Защиты от повышения и понижения напряжения являются обычно двухступенчатыми и обеспечивают отключение генератора при недопустимом повышении (понижении) напряжения. Повышение напряжения приводит, в первую очередь, к повышению индукции и возможности повреждения изоляции, а понижение — к возможности потери устойчивости работы генератора в энергосистеме.
Защита от повышения напряжения при холостом ходе блока генератор-трансформатор выполняется при помощи одного реле напряжения, подключенного к трансформатору напряжения защиты и измерения. Сигнал на отключение контролируется по отсутствию тока нагрузки на стороне высокого напряжения блока или на стороне генераторного напряжения, при этом включается дополнительный, параллельный контроль по отключенному положению генераторного выключателя.