水力发电把水流的机械能转换为电能，冲击式水轮机利用高速射流推动转轮，混流式水轮机适用于一定范围的中等水头

水力发电把水流的机械能转换为电能。水头表示可供利用的单位重量水能。水电输出与流量和有效水头相关。引水系统把水送到水轮机工作位置。压力管道需要承受内部水压及瞬态作用。调压室能够缓和部分水流变化引起的压力。水轮机通过水流作用输出旋转机械能。混流式水轮机适用于一定范围的中等水头。

泥沙磨损可能降低转轮性能和寿命。机组振动可能来自水力和机械等多种因素。水力不平衡会引起附加的周期作用。机组调速器根据运行需求调整水流。负荷突变时需要控制转速和压力变化。飞逸转速对应特定失负荷条件下的转速。机组设计需要核对允许的飞逸能力。水轮发电机通常与转轮同轴连接。

尾水位变化会改变电站实际有效水头。拦污栅用于阻挡进入引水口的大型杂物。拦污栅堵塞会增加进水口的局部水头损失。生态下泄需要与电站发电调度协调。鱼道等设施用于减轻部分河流阻隔影响。水电建设需要考虑移民和生态条件。现代水电结合了水工与电力和控制技术。水电运行需要持续监测水工和机电设施。

轴流式水轮机适合部分低水头大流量场景。冲击式水轮机利用高速射流推动转轮。水斗形状影响冲击式机组的能量转换。导叶开度用于调节进入转轮的水流。转桨式机组能够改变转轮叶片角度。尾水管回收部分出口动能并引导排水。尾水管压力过低可能诱发空化问题。水轮机空蚀会损伤叶片和其他过流表面。