水電站中，水能是能量源頭，電能是生產目標，而電氣係統則是實現能量合理轉換、傳輸、分配的主體設施。水電站電氣係統一般可劃分為水輪發電機、發電機電壓設備、主變壓器、高壓配電裝置以及廠用電係統、接地係統等幾個部分，如下圖實線方框所示。

　　水輪發電機和電氣主接線如同電氣係統的心髒和主動脈。水輪發電機將水輪機輸出的旋轉機械能經轉變為電能，是水電站輸出電能的源頭。大型水輪發電機效率一般可達98%左右。目前我國已投運的水輪發電機容量最大為889MVA。電氣主接線則是采用適當方式將水輪發電機、發電機電壓設備、主變壓器、高壓配電裝置、電力係統等連接在一起，以實現電能的傳輸、升壓、彙集、分配以及送出等功能。

　　發電機電壓設備將水輪發電機產生的電能傳輸至主變壓器，該回流具有電壓高、電流大等特點，廠用電係統、機組勵磁裝置等一般也從此處引接電源。目前已投運水電站的發電機電壓等級最高達24kV。考慮水電站多參與調峰、機組投切頻繁等因素，水輪發電機出口常裝設發電機專用斷路器。大容量機組發電機電壓回路的連接導體通常采用離相封閉母線。

　　主變壓器是發電機電壓設備和高壓配電裝置的結合點，將發電機電壓升高至輸電電壓以降低輸電電流，從而有效降低電網輸電損耗和材料成本。一般情況下，裝機容量越大、輸送距離越遠，則輸電電壓越高。目前我國水電站的輸電電壓等級最高達750kV。

　　高壓配電裝置用以彙集主變壓器送來的電能並經出線場送出至電力係統，主要包括敞開式配電裝置、氣體絕緣金屬封閉開關設備（GIS）和混合式配電裝置三種類型。由於水電站大多處於高山峽穀地區，高壓配電裝置布置場地常受製約，因此可靠性最高、布置最緊湊但造價相對最高的GIS已成為目前我國水電站高壓配電裝置的首選，其最高電壓等級已達800kV。水電站高壓引出線通常采用高壓電力電纜或氣體絕緣金屬封閉輸電線路(GIL)。

　　廠用電係統從機組、電網等處取得電源，並根據用電設施需求為電站機組運行、照明、公用設備、壩區用電設備等負荷（點）提供電能。接地係統用以確保水電站電氣係統正常運行以及人身、設備安全，目前水電站接地係統充分利用庫水、水下鋼結構以及自然接地體等降低接地電阻。廠用電係統、接地係統是水電站安全、可靠、經濟運行的重要保障，其設備和接線廣泛分布於水電站各部位。