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以水具有的重力勢能轉變成動能的水沖水輪機，水輪機即開始轉動，若我們將發電機連接到水輪機，則發電機即可開始發電。要是我們將水位提高來沖水輪機，可發明水輪機轉速增長。

因此可知水位差愈大則水輪機所得動能愈大，可轉換之電能愈高。這便是水力發電的基源頭根本理。
能量轉化進程是：上游水的重力勢能轉化為水流的動能，水流暢過水輪機時將動能轉達給汽輪機，水輪機發動發電機轉動將動能轉化為電能。因此是呆板能轉化為電能的進程。

由于水電站天然條件的差異，水輪發電機組的容量和轉速的變革范疇很大。通常小型水輪發電機和打擊式水輪機驅動的高速水輪發電機多接納臥式布局，而大、中型代速發電機多接納立式布局。由于水電站多數處在遠離都市的地方，通常必要顛末較長輸電線路向負載供電

因此，電力體系對水輪發電機的運行穩固性提出了較高的要求：電機參數必要過細選擇；對轉子的轉動慣量要求較大。以是，水輪發電機的外型與汽輪發電機差異，它的轉子直徑大而長度短。水輪發電機組起動、并網所需時間較短,運行調治機動,它除了一樣平常發電以外，特別適宜于作為調峰機組和變亂備用機組。