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图2-2 离心飞摆式调速系统
调速器的飞摆由套筒带动转动，套简则为原动机的主铀所带动。单机运行时，因机组负荷的增大，转速下降，飞摆由于离心力的减小，在弹簧的作用下向转轴靠拢，使A点向下移动到A``。但因油动机活塞两边油压相等，B点不动，结果使杠杆AB绕B点逆时针转动到A``B。在调频器不动作的情况下，D点也不动，因而在A点下降到A``时，杠杆DE绕D点顺时针转动到DE`，E点向下移动到E`。错油门活塞向下移动，使油管a、b的小孔开启，压力油经油管b进入油动机活塞下部，而活塞上部的油则经油管a经错油门上部小孔溢出。在油压作用下，油动机活塞向上移动，使汽轮机的调节汽门或水轮机的导向叶片开度增大，增加进汽量或进水量。
与油动机活塞上升的同时，杠杆AB绕A点逆时针转动，将连结点C从而错油门活塞提升，使油管a、b的小孔重新堵住。油动机活塞又处于上下相等的油压下，停止移动。由于进汽或进水量的增加，机组转速上升，A点从A``回升到A`。调节过程结束。这时杠杆AB的位置为A`CB`。分析杠析AB的位置可见，杠杆上C点的位置和原来相同，因机组转速稳定后错油门活塞的位置应恢复原状；B`位置较B高，A`的位置较A略低；相应的进汽或进水量较原来多，机组转速较原来略低。这就是频率的“一次调整”作用。对应负荷的增大，发电机输出功率增加，频率略低于原来值；如果负荷降低，调速器调整作用将使输出功率减小，频率略高于原来值。这就是频率的一次调整，频率的一次调整由调速器自动完成的。调整的结果，频率不能回到原来值，因此一次调整为有差调节。
为使负荷增加后机组转速仍能维持原始转速，要求有“二次调整”。“二次调
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整”是借调频器完成的。调频器转动蜗轮、蜗杆，将D点抬高。D点上升时，杠杆DE绕F点顺时针转动，错油门再次向下移动，开启小孔。在油压作用下，油动机活塞再次向上移动，进一步增加进汽或进水量。机组转速上升，离心飞摆使A点由A`向上升。而在油动机活塞向上移动时，杠杆AB又绕A逆时针转动，带动C、F、E点向上移动，再次堵塞错油门小孔，再次结束调节过程。如D点的位移选择得恰当，A点就有可能回到原来位置。这就是频率的“二次调整”作用。由于调整的结果，频率能回到原来值，因此二次调整为无差调节。 4.电源有功功率的静态频率特性
电源有功功率静态频率特性通常可以理解为就是发电机中原动机机械功率的静态频率特性。原动机未配置自动调速时，其机械功率与角速度或频率的关系：
式中各变量都是标幺值； 、 为常数，而且通常 。
可作如下理解：机组转速很小时，即使蒸汽或水在它叶轮上施加很大转矩，它的功率输出仍很小，因功率为转矩和转速的乘积；机组转速很大时，由于进汽或进水速度很难跟上叶轮速度，它们在叶轮上施加的转矩很小，功率输出仍然很小；只有在额定条件下，转速和转矩都适中，它们的乘积最大，功率输出最大。
调速系统中调频器的二次调整作用在于：原动机的负荷改变时，手动或自动地操作调频器，使有一次调整的静态频率特性曲线平行移动，有调频器的二次调整后，原动机的运行点就从一根仅有一次调整的静态频率特性曲线过渡到另一根曲线。
5.频率的一次调整
负荷及发电机组的有功功率一频率静态特性已知时 , 分析频率的一次调整并不困难 。为此，可先设系统中仅有一台发电机组和一个综合负荷，他们的静态频率特性分别如图2-3（a）（b）。这些特性曲线都已近似以直线替代。
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（a）发电机组原动机 （b）综合负荷
图2-3 静态频率特性
这些代表频率特性的直线有各自的斜率。发电机组原动机或电源频率特性的斜率为
称为发电机的单位调节功率，以MW/Hz或MW/（0.1Hz）为单位。它的标幺值则是
KG*???PGfN?KGfN/PGN PGN?f发电机的单位调节功率标志了随频率的升降发电机组发出功率较少或增加的多少。这个单位调节功率和机组的调差系数?互为倒数。因机组的调差系数?为
σ
以百分数表示则为
σ
从而有
KG?1
PGN?100 fN?%??或
KG*?1?100 ?%调差系数?%或与之对应的发电机的单位调节功率是可以整定的，一般整定为： 汽轮机组 ?%?35或KG*?33.320
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水轮机组 ?%?24或KG*?5025
而电力系统频率的一次调整问题主要与这个调差系数或与之对应的发电机的单位调节功率有关。
综合负荷的静态频率特性
KL???PL/?f
称为负荷的单位调节功率，也以MW/Hz或MW/（0.1Hz）为单位。它的标幺值则是
KL*???PLfN?KLfN/PLN PLN?f负荷的单位调节功率标志了随频率的升降负荷消耗功率增加或较少的多少。它的标幺值在数值上就等于额定条件下负荷的频率调节效应。所谓负荷的频率调节效应系数系指一定频率下负荷随频率变化的变化率
dPL*??PL*/?f*?KL* df*显然，负荷的单位调节功率不能整定。电力系统综合负荷的单位调节功率KL*大致为1.5。
发电机组原动机的频率特性和负荷频率特性的交点就是系统的原始运行点。设负荷突然增加?PLO，则由于负荷突增时发电机功率不能即使随之变动，机组将减速，系统频率将下降。而在系统频率下降的同时，发电机组的功率将因它的调速器的一次调整作用而增大，负荷的功率将因本身的调节效应而减少。前者沿原动机的频率特性向上增加，后者沿负荷的频率特性向下减少，经过一个衰减的振荡过程抵达一个新的平衡点。
?PLO??(KG?KL)?f
或
??PLO/?f?KG?KL?KS
KS称为系统的单位调节功率，也以MW/Hz或MW/(0.1Hz)为单位。系统的单位调
节功率也可以用标幺值来表示。以标幺值表示时的基准功率通常就取系统原始运
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行状态下的总负荷。系统的单位调节功率标志了系统负荷增加或减少时，在原动机调速器和负荷本身的调节效应共同作用下系统频率下降或上升的多少。因此，从这个系统的单位调节功率KS可求取在允许的频率偏移范围内系统能承受多少负荷增减。
可见，系统的单位调节功率取决于两个方面，即发电机的单位调节功率和负荷的单位调节功率。因为负荷的单位调节功率不可调，要控制、调节系统的单位调节功率只能从控制、调节发电机的单位调节功率或调速器的调差系统入手。
看来主要将调差系数整定得小些或发电机的单位调节功率整定得大些就可以保证频率质量。但从实际上，系统中不止一台发电机组，调差系统不能整定得过小。如某台机组已经满载，可认为该机组已不能参加调整，它的调差系数无穷大。
系统的单位调节功率KS不可能很大，所以依靠调速器进行的一次调整只能限制周期较短、幅度较小的负荷变动引起的频率偏移。负荷变动周期更长、幅度更大的调频任务自然落到了二次调整上。
6.频率的二次调整
频率的二次调整就是手动或自动地操作调频器使发电机的频率特性平行地上下移动，从而使负荷变动引起的频率偏移可保持在允许范围内。在一次调整的基础上进行二次调整就是在负荷变动引起的频率下降越出允许范围时，操作调频器，增加发电机组发出的功率，使频率特性向上移动。
只进行一次调整时，负荷的增量?PLO可分解为两部分：一部分是因调速器的调整作用而增大的发电机组功率?KG?f'，另一部分是因负荷本身的调节效应而减少的负荷功率KL?f'。
不仅进行一次调整而且进行二次调整时，这个负荷增量?PLO可分解为三个部分：一部分是由于进行了二次调整，发电机组增发的功率?PGO；另一部分仍是由于调速器的调整而增发的发电机功率?KG?f''；第三部分仍是由于负荷本身的调节效应而减少的负荷功率KL?f''。则：
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电力系统有功功率平衡（电力系统稳态分析报告陈珩）
