电力变电站的安全保障课题成为一个备受关注的热点话题。提到变电站内的安全问题,不得不说到接地系统。接地系统的主要作用是避免变电站内电力设备受到过电压的影响,当发生接地故障或者雷击故障时,起到散流与均压作用,满足电力设备及电力系统的安全稳定运行需求。此外,接地系统还可避免工作人员被跨步电压和接触电压伤害。对于电力系统而言,接地网的合理、科学设计,并进行深入优化与改善有着非常重要的实际应用价值。但是现在接地网的设计和优化面临一些困难。例如:当前电力系统规模比较大,一旦发生短路,短路接地电流也比较大,这就要求接地网短时散流能力进一步提高;由于征地难度越来越大,新建变电站大多在规划在山地或丘陵地区,这种地质条件下,土壤电阻率较大,这就给接地网的设计优化带来了更高的难度。变电站接地网由水平接地极、垂直接地极相互交错、相互配合、相互促进构成。其中,水平接地极是主要散流通道,当变电站发生短路故障或遭受雷击后,水平接地极可以讲短路电流散入大地;而垂直接地极是一种辅助接地措施,可以辅助水平接地极更快、更好的散流,还可以消除季节因素、天气因素对水平接地网的不利影响。两者相互配合、相互支撑,共同为接地网的有效散流发挥作用。根据调研结果,目前接地网的安全风险越来越高,而设计方法主要通过经验公式等传统方法。由于目前新建变电站土壤电阻率较高、安全要求越来越高,以往的设计理念不能满足当前实际情况的需求。针对上述问题,引入CDEGS接地网设计软件,采用理论分析与仿真计算相结合的方法,以110k V接地网设计优化为例,更精确、更方便、更快捷的对接地网进行优化设计,同时对水平接地极和垂直接地极的优化设计方法及其效果进行深入研究,得到了可应用于工程实践的相关结论。比如:提高地表土壤电阻率是降低接触电压和跨步电压的重要因素;在接地电阻不满足要求的情况下,利用水平附加接地极外引接地网是最为经济的做法,在施工条件允许的情况下应当优先考虑;垂直接地极的过量使用,在耗费大量资源的同时,并不能有效降低接地电阻;水平接地网不宜布置过密(比如采用5m间距),其主要是改善接地网均压的作用,对降低接地电阻作用有限等。上述结论可为110k V接地网的设计优化提供支持与指导。