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变电站接地网工程计算方法研究 袁建生，邹军 （清华大学电机系北京 100084） ENGINEERING CALCULATION METHODS OF SUBSTATION GROUNDING GRIDS YUAN Jian-sheng ，ZOU Jun （Dept. of Electrical Engineering ，Tsinghua University ，Haidian District ，Beijing 100084 ，China ） ABSTRACT: By the aid of grounding grid simulation software, analytical expressions for stereoscopic grounding grids in two-layer soil models are developed. The benefit of grid structure with variable spacing conductors is discussed and the optimal design method is presented. We have also given the best distributing position of the rods. The optimal design methods of girds with variable spacing conductors are presented in both the formats of tables and analytical formula. KEY WORDS: Grounding grid, Substation, Power line 摘 要：本文借助接地网模拟计算软件，研究了现有设计手册中计算公式的准确度；提出了适用于立体接 地网和两层大地模型下接地网工程实用计算公式；研究了带有竖直接地棒的立体接地网的优化设计问题； 研究了接地网导体不等间距布置的优化设计问题，以表格和解析公式两种方式给出了不等间距的最优布置 方案。 关键词：接地，变电站，电力线路 1 引言 接地是指电网和设备的某些部分与大地连接，利用大地作为故障电流或部分工作电流 的路径，使电流从一个接地点流入大地而从其它接地点返回电网，可将大地视为整个电力系 统的一个元件，元件的端子为各接地点。两接地极之间的电阻值由接地线的电阻、接地极导 体的电阻与两极之间的土壤电阻串联而成。由于土壤的电阻率远远大于接地极和接地线导体 的电阻率，故接地电阻可近似视为两极之间大地的电阻，接地极与接地线的电阻可以忽略。 因此，对于接地极形状一定或接地极与大地的交界面面积一定的情况下，接地极导体选用钢 还是铜，甚至采用导电性能更好的材料，则对接地电阻几乎没有影响，不会有效降低接地电 阻。但增加导体的半径可以增加电极与大地的交界面，接地电阻将会减小。此概念虽然简单， 却很重要，是接地极分析计算与设计中经常用到的基本概念。 2 接地设计手册中计算公式的精度分析 借助计算机数值模拟软件，对比软件计算值和设计手册中计算公式的计算结果，可以分 析这些公式的计算精度。 2.1 均匀大地中水平接地网计算公式的精度分析 下面以一些方形和矩形接地网模型为例，通过比较不同大小的接地网，不同导体数， 不同埋设深度和不同导体半径情况下， 1979年水利电力部颁布的《电力设备接地设计技术 规程》SDJ 8-79(以下简称《规程》)[1]、1997年电力工业部制订的电力行业标准《交流电气 57 [2] 装置的接地》DL/T 621-1997(以下简称《标准》) ，IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding(ANSI/IEEE std80-1986)(以下简称《导则》)[3]和软件的计算结果，说明三种不 同方法的特点和计算精度。 所分析的接地网的参数如下：大地土壤电阻率ρ=100Ω ·m ，设水平接地网埋深h ，水 平接地