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变电站接地网优化设计
Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The
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工作管理样本 | WORK MANAGEMENT
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文件编号：KG-AO-1492-65
变电站接地网优化设计
使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行
具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或
活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。
摘要： 接地网等间距布置存在地电位分布不均匀
的问题。在建 220 kV 新塘变电站采用了不等间距布
置，即从地网边缘到中心，均压导体间距按负指数规
律增加。运用 GPC 接地参数计算程序对两种方法进
行分析和计算，结果表明接地网优化设计能显著地改
善导体的泄漏电流密度分布，使土壤表面的电位分布
均匀，提高安全水平，节省钢材和施工费用。
关键词： 变电站 接地网 设计
随着电力系统容量的不断增加，流经地网的入地
短路电流也愈来愈大，因此要确保人身和设备的安全，
维护系统的可靠运行，不仅要强调降低接地电阻，还
要考虑地网上表面的电位分布。在以往接地设计中，
接地网的均压导体都按 3 m
，5 m
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，7 m
，10 m
等间距布置，由于端部和邻近效应，地网的边角
处泄漏电流远大于中心处，使地电位分布很不均匀，
边角网孔电势大大高于中心网孔电势，而且这种差值
随地网面积和网孔数的增加而加大。本文结合在建工
程 220 kV 新塘变电站的接地网设计，阐释了接地网
不等间距布置的方法及其合理性。
1 接地网优化设计的合理性
1.1 改善导体的泄漏电流密度分布
面积为190 m
×170 m
的新塘变电站接地网，在导体根数相同的情况下，
分别按10 m
等间距布置和平均10 m
不等间距布置。沿平行导体①、②、③、④、⑤
的泄漏电流密度分布曲线。从此可见，不等间距布置
的接地网，边上导体①的泄漏电流密度较等间距布置
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的接地网平均低15%左右；对于导体②的泄漏电流密
度，这两种布置的接地网几乎相等(仅相差0.3%)；对
于中部导体③、④、⑤，不等间距布置的接地网的泄
漏电流较等间距布置的接地网分别提高了9%，14%和
15%。由此可见，不等间距布置能增大中部导体的泄漏
电流密度分布，相应降低了边缘导体的泄漏电流密度，
使得中部导体能得到更充分的利用。
1.2 均匀土壤表面的电位分布
不等间距布置的接地网能较大地改善表面电位分
布，其最大与最小网孔电位的相对差值不超过0.7%，
使各网孔电位大致相等，而等间距地网，其最大与最
小网孔电位的相对差值在12.2%以上。同时不等间距
地网的最大接触电势较等间距地网的最大接触电势降
低了60.1%，极大地提高了接地网的安全水平。
2)地网面积为190 m
×170 m
；
3)长方向导体根数n1=18，宽方向导体根数n2=20。
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1.3 节省大量钢材和施工费用
如果按 10 m
等间距布置的新塘变电站接地网，最大接触电势
在边角网孔，其值为0.799 kV，但采用不等间距布置
时，保持最大接触电势与该值接近，这时可节省钢材
31.2%。
2 接地网优化设计的方法
在设计时采用尝试的方法来确定均压导体的总根
数和总长度，即先对地网长和宽方向的导体根数n1和
n2进行试算，对于大地网一般可采用均压导体间距为
10 m
左右试算，若接触电势满足要求，进行技术经济
比较后再考虑增减导体的根数。当确定了n1和n2后，
则地网长宽方向的分段数就确定了：长方向上导体分
段为k1=n2-1，宽方向上的导体分段为 k2=n1-1，然
后按下式得出各分段导体的长度。
Lik=L.Sik，
式中
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L——地网边长(长方向L=L1，宽方向L=L2)，m；
Lik——第 i 段导体长度，m；
Sik——Lik占边长L的百分数。
Sik与i的关系似一负指数曲线
即Sik=b1×e-b2i+b3，
式中，b1，b2，b3均为常数，其确定方法如下：
当7≤k≤14时，当k＞14时，
对于任意矩形地网，只要长、宽方向导体的布置
根数一经确定，就可根据长、宽方向导体的不同分段
k，分别按上述推得的公式布置导体的间距。
3 结论
a)采用不等间距布置优化设计接地网，能够使地
网各网孔电位趋于一致，从而提高了变电站的安全水
平。
b)在同样安全水平下，优化设计的接地网较常规
布置的接地网，一般能节省钢材量达38%以上，同时
也减少了相应的接地工程投资，在技术上、经济上较
为合理。
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c)从边缘到中心均压导体间距采用按负指数规律
增加的新方法来布置接地网，其指数公式的系数b只
与某平行导体根数(或平行导体分段数k)有关。
参考文献
1 解广润.电力系统接地技术［M］.北京：水利
电力出版社，1985
2 颜怀梁，陈先禄，李定中.接地计算方法及应
用不均匀网孔改善地网电位分布的计算研究［J］.重
庆大学学报，1985(4)
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