水电站的电气系统通常可以分为几个部分，例如水电发电机，发电机电压设备，主变压器，高压配电装置，辅助电源系统和接地系统，如实线盒所示下图。
水力发电机和主电线就像电力系统的心脏和主动脉。水力发电机将水轮机输出的旋转机械能转化为电能，是水电站输出电能的来源。大型水轮发电机的效率一般可达98%左右。目前，我国在运行的水力发电机最大容量为889MVA。电气主接线是将水轮发电机、发电机电压设备、主变压器、高压配电装置、电力系统等以适当的方式连接起来，实现电能的输送、升压、收集、分配、发送等功能。
发电机电压设备将水轮发电机产生的电能传输给主变压器。回流具有高电压、大电流的特点。机组的辅助电力系统和励磁装置一般从这里连接到电源。目前，已投入运行的水电站发电机电压水平达到24kV。考虑到水电站的参峰和机组的频繁切换等因素，常在水轮发电机的出口安装发电机组断路器。大容量机组发电机电压回路的连接导体通常为闭合母线。
主变压器是发电机电压设备和高压配电装置的连接点。提高发电机电压至输电电压，降低输电电流，从而有效降低电网的输电损耗和材料成本。一般情况下，装机容量越大，传输距离越长，传输电压越高。目前，我国水电站的输电电压水平高达750kV。
高压配电装置用于收集主变压器发送的电能，并通过出口场将其发送到电力系统。主要包括三种类型的开放配电装置，气体绝缘金属封闭式开关设备（GIS）和混合配电装置。由于大多数水电站位于高山和峡谷区域，因此通常限制高压配电装置的布局。因此，GIS具有最高可靠性和最紧凑的布局，但相对高的成本已成为中国水电站高压配电装置的首选。800kv。高压输出线路水电站通常使用高压电缆或气体绝缘金属封闭式传输线（GIL）。
工厂电力系统从单元，电网等获得电力，并根据电力设施的需要提供电力设备单元操作，照明，公共设备和大坝电源设备的负载（点）。接地系统用于确保水电站电气系统的正常运行以及人和设备的安全性。目前，水电站的接地系统充分利用了水库水，水下钢结构和天然接地体，以降低接地抗性。辅助电力系统和接地系统对于水电站的安全性，可靠性和经济运行是重要的保证。它们的设备和布线广泛分布在水电站的各个部分中。
