Hệ thống điện của nhà máy thủy điện nhìn chung có thể được chia thành nhiều bộ phận, chẳng hạn như máy phát điện thủy điện, thiết bị điện áp máy phát điện, máy biến áp chính, thiết bị phân phối điện cao áp, hệ thống điện phụ trợ và hệ thống nối đất, như được thể hiện bằng các hộp liền nét trong hình sau đây.
Máy phát thủy điện và hệ thống dây điện chính được ví như trái tim và động mạch chủ của hệ thống điện. Máy phát điện thủy điện chuyển đổi năng lượng cơ học quay của tuabin thủy điện thành năng lượng điện, là nguồn sản lượng điện của trạm thủy điện. Hiệu suất của các máy phát điện thủy điện lớn thường có thể đạt khoảng 98%. Hiện nay, công suất tối đa của các máy phát thủy điện đang vận hành ở Trung Quốc là 889 MVA. Hệ thống dây điện chính là để kết nối máy phát điện thủy điện, thiết bị điện áp máy phát điện, máy biến áp chính, thiết bị phân phối điện áp cao, hệ thống điện, v.v. một cách thích hợp để đạt được các chức năng truyền tải, tăng cường, thu thập, phân phối và gửi năng lượng điện.
Thiết bị điện áp máy phát điện truyền năng lượng điện do máy phát điện thủy điện tạo ra đến máy biến áp chính. Dòng hồi lưu có đặc tính điện áp cao và dòng điện cao. Hệ thống điện phụ trợ và thiết bị kích thích của thiết bị thường được kết nối với nguồn điện từ đây. Hiện nay, cấp điện áp các máy phát điện ở các trạm thủy điện đã đưa vào vận hành lên tới 24kV. Xem xét các yếu tố như thời gian tham gia cao điểm của trạm thủy điện và sự chuyển đổi thường xuyên của tổ máy, bộ ngắt mạch máy phát-máy phát thường được lắp đặt ở đầu ra của máy phát tua-bin. Dây dẫn kết nối của vòng điện áp của máy phát của tổ máy công suất lớn thường là bus pha kín.
Máy biến áp chính là điểm nối của thiết bị điện áp máy phát và thiết bị phân phối điện cao áp. Nó tăng điện áp máy phát lên điện áp truyền tải để giảm dòng điện truyền tải, từ đó giảm tổn thất truyền tải và chi phí vật liệu của lưới điện một cách hiệu quả. Nhìn chung, công suất lắp đặt càng lớn và khoảng cách truyền tải càng dài thì điện áp truyền tải càng cao. Hiện nay, cấp điện áp truyền tải của các trạm thủy điện ở Trung Quốc lên tới 750kV.
Thiết bị phân phối điện cao áp được sử dụng để thu năng lượng điện do máy biến áp chính gửi đến và gửi đến hệ thống điện thông qua trường ổ cắm. Nó chủ yếu bao gồm ba loại thiết bị phân phối điện mở, thiết bị đóng cắt bọc kim loại cách điện bằng khí (GIS) và thiết bị phân phối điện lai. Do hầu hết các trạm thủy điện đều nằm ở vùng núi cao, hẻm núi nên việc bố trí các thiết bị phân phối cao áp thường bị hạn chế. Vì vậy, GIS với độ tin cậy cao nhất và bố cục nhỏ gọn nhất nhưng giá thành tương đối cao đã trở thành lựa chọn hàng đầu cho các thiết bị phân phối điện áp cao trong các nhà máy thủy điện ở Trung Quốc. 800kV. Đường dây cao áp đi ra của các trạm thủy điện thường sử dụng cáp điện cao thế hoặc đường dây truyền tải bọc kim loại cách điện bằng khí (GIL).
Hệ thống điện của nhà máy lấy điện từ các tổ máy, lưới điện, v.v. và cung cấp điện cho các phụ tải (điểm) như vận hành tổ máy nhà máy điện, chiếu sáng, thiết bị công cộng và thiết bị điện khu vực đập theo nhu cầu của các cơ sở điện. Hệ thống nối đất dùng để đảm bảo hệ thống điện của nhà máy thủy điện hoạt động bình thường và đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. Hiện nay, hệ thống nối đất của nhà máy thủy điện tận dụng tối đa nguồn nước hồ, kết cấu thép dưới nước và thân nối đất tự nhiên để giảm điện trở nối đất. Hệ thống điện phụ trợ và hệ thống nối đất là những đảm bảo quan trọng cho sự vận hành an toàn, tin cậy và kinh tế của các nhà máy thủy điện. Thiết bị và hệ thống dây điện của họ được phân phối rộng rãi ở nhiều nơi khác nhau trong các nhà máy thủy điện.