由三种基本回路组成：
（1）转速调节回路
转速调节回路应用于单机运行情况，在机组启动时升速、并网和在停机（包括甩负荷）过程中控制转速。
转速反馈信号由装于汽轮机轴端的磁阻发信器测取并转换成电压，然后与转速给定电压进行比较；再经频差放大器放大后，送往综合放大器、PID（比例、积分和微分）调节器、功率放大器、电液转换器、再经继电器、错油门和油动机后去控制调节汽阀。电液转换器以前的电气部分用模拟电子硬件实现，以后的液压部分与液压调节系统的相应部分基本相同。
频差放大器的输出，一路经运行方式选择后直接进入综合放大器，供用户选择调频方式、基本负荷方式或单向调频方式运行；另一路经频率微分器后进入综合放大器，用以改善系统的动态特性和克服功率反调。系统中PID调节器的传递函数为
W（s）=Kp[1+1/Tis+TDs/（TDs+1）]
PID调节器是三种调节作用之和。当偏差刚出现时，微分环节D立即发出超调信号，比例环节也同时起放大（Kp）作用，使偏差幅度减小，接着积分I的作用慢慢地把余差克服。若PID的参数Kp、Ti和TD选择得当时，能充分发挥三种调节规律的优势，克服中间再热环节功率的滞后，使调节时间缩短，超调量减小，并使整个调节回路变成一个无差的定值调节系统。
（2）功率调节回路
机组在电网中不承担调频任务时，频差放大器无输出信号，机组由功率调节回路进行控
制。由于汽轮机功率的测取比较困难，在功频电调中一般都采用测量发电机功率的方法。该功率是由通过测量发电机电压产生的控制电流和测量电流产生的磁通量，经霍尔测功器输出的霍尔电势来量度的。由于该电势与发电机的功率成正比。因此它能准确地代表发电机的功率。通过霍尔测功器测出与发电功率对应的电压后，再与给定电压比较，经功差放大器放大并经综合放大器放大后，输至PID调节器，最后控制调节汽阀。该回路也是定值调节系统。
（3）功率—频率调节回路
当汽轮机参与一次调频时，调节系统构成了功率—频率调节回路，此时功率调节回路和转速调节回路均参与工作，是一种功率跟随频率的综合调节系统。此时，两调节回路既有自身的动作规律，又有协调动作的过程，频差信号U△n和功差信号U△p在综合放大器内进行比较。由于积分环节的存在，稳态时频差信号U△n和功差信号U△p应大小相等、极性相反，所以综合放大器的输出为零。因此，当与频率对应的转速变化为△n时，机组功率的变化为
△P=—1/δ×△n/n0×PR
式中n0机组的额定转速n0=3000r/min
△n——机组转速的变化，r/min
PR——机组的额定功率，MW
△P——机组的额定功率，MW
δ——速度变动率，一般δ=4%～6%
在功频调节回路中，频差放大器的输出电压U△n反映了调频功率△P的大小，因此，频差输出U△n也就是调频功率△P的指令。回路中无论是功率通道不平衡、还是频率通道不平衡、整个功率—频率调节回路都要动作，直到综合放大器的输出为零，系统趋于稳定为止。