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基于ETAP软件的光伏电站潮流及短路分析【摘要】本文对海外地区的某大型光伏电站在IEC标准下运用ETAP软件进行建模分析，计算了潮流结果，并根据当地电网的短路水平计算了短路电流结果。
本文利用软件计算结果对设备选型进行了验证，包括额定电流，短路电流水平等参数，最终确定了主要设备的电气参数方案。
【关键词】ETAP软件潮流分析光伏升压站引言随着国家一带一路建设的推进及新能源发电行业的蓬勃发展，越来越多的建设单位、设计院开始涉及海外地区的新能源电站建设。
在项目过程中，经常会遇到标准不一致，习惯有区别的问题。
目前国内潮流分析主要使用的是PSASP软件。
该软件自1973年开始开发，历史悠久，具有自主知识产权，在国内应用十分广泛，但是在国外接受度较低。
为了与国际接轨，本文运用在国外广泛使用的ETAP软件来进行光伏电站的潮流分析，内置IEC标准，更易让国外的业主单位，监理单位接受。
本文以非洲某地区60MW地面光伏电站为例，使用ETAP软件对其光伏厂区及升压站部分进行建模分析。
1 光伏电站基本情况该电站位于非洲东南部，设计交流装机容量60MW，不考虑扩建，以132kV接入当地枢纽变电站。
光伏厂区采用组串式逆变器，分区发电，集中并网方案，分为31个子区，每个子区交流装机容量2MW。
组件选用主流330W多晶硅，采用平单轴支架安装。
主要设备参数如下表所示。
表1 光伏区主要设备表装机容量60MW（交流）75MW （直流）组件330W多晶硅逆变器华为42kW组串式汇流箱4进1出交流式箱变2000kVA欧变发电子区接线图如下图所示：图1.1 发电子区接线图光伏发电子区就地经箱变升压至33kV后，每5至6个子区就近形成一条汇集线路，共6回汇集线路通过33kV电缆送至33/132kV升压站。
本工程升压站选用3台25MVA 33/132kV主变，33kV侧采用单母线分段接线，每段母线设置2回光伏集电线路进线，4MVAR 33kV直挂式动态无功补偿装置（SVG）。
etap短路计算一、ETAP短路计算简介ETAP短路计算是一款专业的电力系统分析软件，它主要用于对电力系统进行稳态、暂态和短路分析。
通过ETAP短路计算，可以评估电力系统的安全性、可靠性以及稳定性，为电力系统的规划、设计、运行和管理提供科学依据。
二、ETAP短路计算的应用领域1.电力系统规划与设计：ETAP短路计算可以帮助工程师评估电力系统的新建、扩建和改造项目，确保电力系统的安全稳定运行。
2.电力系统运行与管理：通过对现有电力系统进行短路计算，评估系统的运行状态，为电力系统的运行和管理提供参考。
3.电力设备选型与评估：ETAP短路计算可以帮助用户选择合适的电力设备，并对设备的短路承受能力进行评估。
4.电力系统故障诊断与处理：通过短路计算分析故障原因，为故障处理提供依据。
三、ETAP短路计算的步骤与方法1.建立电力系统模型：根据实际电力系统的拓扑结构、设备参数和运行条件，在ETAP软件中搭建电力系统模型。
2.设置计算参数：根据需求设置短路计算的类型、范围、精度等参数。
3.进行短路计算：点击开始计算，ETAP软件将自动进行短路计算。
4.分析计算结果：查看和分析短路计算的结果，包括短路电流、电压、功率等参数。
5.输出报告：根据需要生成短路计算报告，以便于进一步分析和应用。
四、ETAP短路计算在电力系统中的应用案例1.某500kV变电站的扩建项目：在扩建前，利用ETAP短路计算评估现有电力系统的安全稳定性能，为扩建工程提供依据。
2.某220kV线路的故障诊断：通过ETAP短路计算分析故障原因，为故障处理提供参考。
3.某110kV配电网的规划与设计：利用ETAP短路计算评估新建配电网的安全稳定性能。
五、ETAP短路计算的优点与局限性优点：1.强大的计算能力：ETAP短路计算可以处理大型电力系统的计算问题。
2.丰富的分析功能：除了短路计算，ETAP软件还提供稳态、暂态、故障等电力系统分析功能。
3.良好的用户界面：ETAP软件操作简便，易于上手。
科技与创新┃Science and Technology &Innovation2019年第07期文章编号：2095－6835（2019）07－0052－02基于ETAP 软件的低压电网短路电流计算郑晓伟（中海油石化工程有限公司，山东青岛266000）摘要：针对低压电网短路电流计算问题，通过实例介绍了短路电流计算的过程和方法，并应用ETAP 软件进行了仿真分析，对比分析计算结果。
基于ETAP 软件完成短路电流计算，具有速度快、结果准确等优点，为设计工作提供了便利。
关键词：电气工程设计；低压电网；短路电流；ETAP 软件中图分类号：TM744文献标识码：A DOI ：10.15913/ki.kjycx.2019.07.0521短路电流计算的基本概念短路电流计算是电力系统设计过程中必须进行的计算分析工作。
计算得到的最大短路电流值，用以校验电气设备的动稳定性、热稳定及分段能力，整定继电保护装置；计算得到的最小短路电流值，用于选择熔断器、设定保护定值或作为校验继电保护装置灵敏系数和校验电动机起动的依据。
在实际设计过程中，计算短路电流工作量大，还往往遇到配电方案反复调整和负荷容量多次变化等情况，设计人员需要多次计算，费时费力，一个参数的变化可能就要重新计算。
设计人员通过软件计算便可有效解决这一问题。
ETAP 软件作为电气设计专业软件，可以进行潮流分析、短路分析、电动机起动分析、电力系统暂态稳定分析、继电保护分析、接地网分析等，具有建模快捷方便、参数设置合理、计算分析能力强大等优点。
本文仅以实用短路电流计算为例，分析ETAP 软件的应用。
2短路电流计算过程2.1电路元件阻抗计算在计算低压网络短路电流时，变压器高压侧系统阻抗需要计入。
变压器高压侧系统阻抗可按下式计算：.m 103s 2n s Ω）（⨯''=S cU Z （1）如果无电阻R s 和X s 的确切值，可按下式计算：R s =0.1X s ，X s =0.995Z s .（2）式（1）（2）中：U n 为变压器低压侧标称电压，0.38kV ；c为电压系数，计算三相短路电流时取1.05；sS ''为变压器高压侧系统短路容量，MVA ；R s ，X s ，Z s 为归算到变压器低压侧的高压系统电阻、电抗、阻抗。
ETAP 仿真软件在化工企业电力系统设计中的应用朱慧【摘要】结合小型化工企业电力系统，应用ETAP软件对其进行潮流仿真分析、短路仿真分析、电机启动仿真分析和暂态稳定性仿真分析。
ETAP软件进行电力系统仿真分析时具有速度快、结果准确等优点，其仿真结果为电力系统的设计、运行及继电保护设置等提供了依据。
%For the electrical power system in small-scale chemical enterprises, the ETAP simulation software was employed to analyze power flow, short circuit, motor starting and transient stability.The ETAP software boasts fast speed and accuracy in power system simulation.The simulation results provide the basis for power system design and operation together with the relay protection settings.【期刊名称】《化工自动化及仪表》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】4页(P1073-1076)【关键词】ETAP;潮流仿真;短路仿真;暂态稳定性仿真;电机启动仿真【作者】朱慧【作者单位】青岛科技大学，山东青岛 266003【正文语种】中文【中图分类】TH89ETAP仿真软件是美国OTI公司1996年发行的功能全面的综合型电力、电气分析计算软件，能为发电、输配电和工业电力电气系统的规划、设计、分析、计算、运行、模拟提供全面的分析平台和解决方案。
经过多年的开发与完善，ETAP仿真软件具有潮流计算、不平衡潮流计算、优化潮流、短路计算、保护整定、电机加速分析、暂态稳定、电机启动分析、接地网设计及低压配电系统的设计等功能，确立了电力系统设计和分析软件的标准。
接地网入地短路电流计算书工 程：算例依 据：GB/T 50065交流电气装置的接地设计规范；电力工程设计手册(变电站设计)软 件：接地网入地短路电流计算计算时间：2023年6月26日1.计算条件（1）基准值：S j =100 MVA ；U j 高=230 kV ；I j 高=0.25102 kA ；U j 中=115 kV ；I j 中=0.50204 kA（2）高压侧系统阻抗：正序 0.063；零序 0.072（3）中压侧系统阻抗：正序 ∞；零序 0.31（4）高压侧额定电压：220 kV ；中压侧额定电压：110 kV（5）主变压器：容量 S t =180 MVA ；阻抗电压 U k12=12%、U k13=63%、U k23=50%；3台（6）中性点接地方式：高压及中压中性点直接接地2.计算结果2.1变压器阻抗X t1=0.5(U k12+U k13-U k23)/S t =0.06944X t2=0.5(U k12+U k23-U k13)/S t =-0.00278X t3=0.5(U k13+U k23-U k12)/S t =0.280562.2高压侧接地短路2.2.1各序合成阻抗（1）正序 X 1高=0.06300（2）负序 X 2高=0.06300（3）零序 X 0高=0.040952.2.2单相接地短路电流I k1高 =3×I j 高/(X 1高＋X 2高＋X 0高)=4.511 kA2.2.3两相接地短路电流m=√3×√[1-X2高×X0高/(X2高+X0高)2]=1.51121Ik2高=m×Ij高/[X1高+X2高×X0高/(X2高+X0高)]=4.320 kA两相接地短路零序电流Ik20高=5.197 kA比较单相接地短路电路与两相接地短路零序电流，取高压侧最大接地故障电流Imax高=5.197 kA2.2.4流经变压器高压中性点短路电流Iz高=1.200 kA【注：按流进中性点方向为正】2.2.5经接地网入地的短路电流（1）站内接地短路时Ig1高=(Imax高-Iz高)×Sf1=1.999 kA【注：分流系数Sf1依据手册取0.5】（2）站外接地短路时Ig2高=Iz高×Sf2=1.080 kA【注：分流系数Sf2依据手册取0.9】2.3中压侧接地短路2.3.1各序合成阻抗（1）正序 X1中=0.08522（2）负序 X2中=0.08522（3）零序 X0中=0.040242.3.2单相接地短路电流Ik1中=3×Ij中/(X1中＋X2中＋X0中)=7.149 kA2.3.3两相接地短路电流m=√3×√[1-X2中×X0中/(X2中+X0中)2]=1.53181Ik2中=m×Ij中/[X1中+X2中×X0中/(X2中+X0中)]=6.833 kA两相接地短路零序电流Ik20中=9.090 kA比较单相接地短路电路与两相接地短路零序电流，取中压侧最大接地故障电流Imax中=9.090 kA2.3.4流经变压器中压中性点短路电流Iz中=5.950 kA【注：按流进中性点方向为正】2.3.5经接地网入地的短路电流（1）站内接地短路时Ig1中=(Imax中-Iz中)×Sf1=1.570 kA【注：分流系数Sf1依据手册取0.5】（2）站外接地短路时Ig2中=Iz中×Sf2=5.355 kA【注：分流系数Sf2依据手册取0.9】综合，经接地网入地的短路电流Ig=5.355 kA。
接地网的计算一、关于接地网的基本知识。
在电力系统中，为了保护设备和人身的安全，接地现象是非常常见的。
将电气装置、设施该接地部分经接地装置与大地做良好的电气连接称为接地。
接地根据用途可以分为工作接地、保护接地、防雷接地和防静电接地。
接地装置由接地体和接地线两部分组成。
埋入地中并且与大地直接接触的金属导体称为接地体；把电气装设施该接地部分经接地体连接起来的金属导体称为接地线。
接地体又分为人工接地体和自然接地体。
兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、非可燃气体或液体的金属管道、建筑物中的钢筋、电缆外皮、电杆基础上的避雷线和中性线等都是自然接地体；为满足接地装置接地电阻要求而专门埋设的接地体称为人工接地体。
我们所研究的接地网就是一种人工接地体，接地网由由水平接地体和垂直接地体，接地网的材料一般有钢管、角钢、圆钢、扁钢和铜带，接地网祈祷的作用有泻放电流和均压作用。
不同形状接地体周围土壤电位分布演示。
电流经接地体流入大地，在大地表面形成分布电位。
接地体和大地零电位点间的电压称为接地装置的对地电压（或对地电位）。
接地线电阻和接地体的对地电阻（电流自接地体向外散流所遇到的电阻，又称散流电阻或扩散电阻）之和成为接地装置的接地电阻。
接地线电阻基本上很小，所以可以认为接地电阻就等于扩散电阻。
接地电阻数值上等于对地电位与从接地体流入大地电流的比值。
按流过接地体的电流是工频电流求得的电阻称为工频接地电阻；按流过接地体的电流是冲击电流求得的电阻称为冲击接地电阻。
接地电阻和土壤电阻率、接地体规格有关。
所以改变接触电阻的主要手段就是改变土壤电阻率和改变接地体敷设。
土壤的电阻率大小主要取决于土壤中导电离子的浓度和水分含量。
干燥的土壤是不导电的，有时候为了降低土壤电阻率还会采用降阻济。
评估接地网是否满足要求的指标除了接地电阻和对地电位外，还有接触电压和跨步电压。
人站在地面上里设备水平距离0.8米处手触到设备外壳、构架离地面1.8米处，加于人手与脚之间的电压称为接触电压；人在分布电位区域中沿散流方向行走，步距为0.8米时两脚间的电压称为跨步电压。
（一）接地系统要求与计算1.1 接地电阻的构成概述接地电阻主要取决于以下三个因素：1）导体本身的电阻，这部分电阻基本可以忽略不计；2）导体与土壤的接触电阻，这部分电阻占整体接地电阻的10％；3）土壤的散流电阻，这部分电阻占整体接地电阻的90％左右。
所以土壤电阻率的大小是决定一个接地系统电阻高低的决定性因素，影响土壤电阻率的因素为该处土壤的地质结构、降雨量、环境温度及地理环境。
在改造不良接地系统时，只能通过改善土壤的地质结构来改善土壤电阻率，而后三者我们是无法改变的。
目前，改善土壤电阻率的方法就是用土壤导电增强材料（俗称降阻剂），来替代与地网接触的部分土壤。
降阻剂分为物理降阻剂和化学降阻剂，前者的主要成分为不具备腐蚀性的炭灰电石等成分，后者的主要成分为易分解电解盐。
化学降阻剂不稳定的电解盐会随时间改变和地下水冲刷而分解失效，不但污染环境并且电解盐的存在加速了接地材料的腐蚀速度，长期使用后果严重，物理降阻剂则不存在这些缺点。
目前欧美国家已严格禁止使用化学降阻剂，而只可以使用物理降阻剂来改良土壤的导电率。
使用物理降阻剂务必选择拥有国际认证证书的生产厂家，以避免不合格及假冒的产品。
1.2 接地网合理设计对比接地方案设计的合理性和科学性同样决定地网接地电阻的大小。
设计方案时要充分考虑土壤的地质结构，地网铺设的面积，周边的环境等，在此基础上参照相关标准设计出理论上合理、合格的方案，并在施工的过程中，配合施工方让方案的设计落到实处。
对于地网而言，决定其接地电阻的大小主要是其所包围的面积的大小，GB/T 50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》中列出的计算公式为： R n =α1*Re0012.0ln 3L S S L a ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=()R S B L S hd B e =++-⎛⎝ ⎫⎭⎪02131295.ln ρρπB h S=+1146.式中： R n ——任意形状边缘闭合接地网的接地电阻Ω；R e ——等值方形接地网的接地电阻Ω；S ——接地网的总面积m 2；d ——水平接地极的直径或等效直径m ；h ——水平接地极的埋设深度m ；L 0——接地网的外缘边线总长度m ；L ——水平接地极的总长度m 。
接地计算一、原始数据输入接地网长度 L 1=207m 计算用土壤电阻率 ρ=130Ω·m 接地网宽度 L 2=160m 接地线热稳定系数 C=210水平接地体埋深 h=0.8m 均压带根数(长方向) n 1=21短路的等效持续时间 t e =0.4S 均压带根数(宽方向) n 2=17入地短路电流 I=16.02kA 水平接地体总长 L=4800m 流过接地线的短路电流稳定值I g =16.02kA二、接地线的选择S g ≥ =48.25mm 2(说明:为了与500kV GIS场地接地线统一,接地线按50X5的扁铜选择) 接地线选为:50×5 扁铜,截面积为：S g =250mm 2三、接地电阻计算：1、0.988其中: 接地网面积 S=L 1L 2=33120m 20.334 接地网边缘长L 0=2(L 1+L 2)=734m 0.980.33Ω2、接地电阻允许值：（DL/T 621-1997 P4页）R ≤ =0.125Ω由以上计算可知:R n > R 接地电阻不满足要求,需验算跨步电压和接触电压四、发生接地故障时，接触电势和跨步电势的计算1、计算依据：1、《交流电气装置的接地》（DL/T 621-1997）2、《电力工程电气设计手册1》根据热稳定条件，接地导体的最小截面要求：不采取措施时的地网工频电阻接地网的布置=-=001)2.0ln 3(L S S L a =-++=)59(ln 2)1(213.0B hd S L B SR e πρρ=+=S B 6.411=e n R a R 1te C Ig I 20002、310.1V (未采取措施时的允许值)419V (未采取措施时的允许值)3、 U g =IR=5283V4、 Utmax=KtmaxUg=282.5V其中:0.018m K tl =0.168-0.002(L 2/L 1)=3205、最大跨步电势：U smax =K smax U g =237.7V其中:0.0450.40731.05K sl =0.741-0.011(L 2/L 1)=0.7320.0591.079参照《交流电气装置的接地》附录B 中，不等间距方式布置接地网, 水平接地极等效直径d=2 = 接地网孔数m=(n 1-1)(n 2-1)=7.967接触电势允许值:Ut= =布置简图参见图六。
水平接地极为主边缘闭合的复合接地极（接地网）计算接地电阻公式中计算系数α1取值的探讨手册和规范中计算公式见下式S4.611B h +=()⎪⎭⎫ ⎝⎛-++=B hd S L B SR e 59ln21213.0πρρ12.0ln3L SS L ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=α 。
（1） R n =α1R e注：R e -等值（即等面积、等水平接地极总长度）方形接地网的接地电阻，Ω；假设方形接地网是正方形接地网，那么R n = R e 可知α1=1设公式中0.2是计算时的修正系数。
可利用0.2换为系数x. 可得公式α1=（3lnL 0/√S-x ）√S/L 0 在正方形时16S=L 02 α1=1代入上式 1=（3ln4-x ）*1/4 x=3ln4-4=0.15888 计算系数公式变为下式：115888.0ln3L SS L ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=α 。
（2） 分别用（1）式和（2）式计算正方形接地网该α1系数 用（1）式=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=012.0ln3L SS L α（3ln4-0.2）/4=0.9897 用（2）式115888.0ln3L S S L ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=α=(3ln4-0.15888)/4=1.0000008=1 结论：1、 规范、手册编写时，专家为了近似计算，修正系数取了1位有效数字0.2.个人建议取3位有效数字(0.159).2、 供配电专业考试时,出题的专家不会推导过程，也不知修正系数取的有效数字位数，还要求（精确到小数点后4为）如下题： 考题：某110/10kV 变电站的接地网，水平接地极采用Φ20圆钢，垂直接地极采用L50×50×5角钢；接地网埋深0.8m ，按下图敷设。
8×8m1、变电站场地均匀土壤电阻率为50Ω.m ，则本站复合接地网的接地电阻为哪项？（要求精确计算，小数点保留4位。
）（A ）0.5886Ω （B ）0.5826Ω （C ）0.4741Ω （D ）0.4692Ω3、如按修正系数取0.2，α1=1时；可以求出L 0/√S=3.823它决定的标准图形是四个角被倒角的正方形。
35千伏变电站接地网实用计算发布时间：2021-03-19T15:22:54.990Z 来源：《当代电力文化》2020年27期作者：尤英霹[导读] 对35千伏变电站接地电阻要求提出建议及相应的降阻措施。
尤英霹（湛江天汇综合能源服务有限公司广东湛江 524005）摘要:针对现有规程规范及工程实例中，35千伏变电站地网计算实例较少，大多数为110千伏变电站及220千伏变电站，且计算过程较为繁琐，通过工程实例介绍了35千伏变电站接地网的工程计算，并根据入地短路电流对接触电位差和跨步电位差的影响，对35千伏变电站接地电阻要求提出建议及相应的降阻措施。
关键词：入地短路电流；接地电阻；接触电位差；跨步电位差；降阻措施Practical Calculation on Grounding Grid of 35kV substation You Ying-pi(Zhanjiang Tianhui Integrated Energy Service Co.，Ltd, Zhanjiang 524005,China) Abstract：In view of the existing specifications and engineering examples, there are few examples of calculating 35 kv substations, most of which are 110 kv substations and 220 kv substations, and the calculation process is rather complicated, this paper introduces the Engineering Calculation of the 35kv substation grounding grid through an engineering example, and according to the influence of the short-circuit current entering the ground on the contact potential difference and the step potential difference, the requirements of grounding resistance of 35kv substation and corresponding measures of resistance reduction are put forward.Key W ords：short—circuit current tO ground；ground resistance；touch potential diference；step potential diference;Resistance reduction 针对现有规程规范及工程实例中，针对35千伏变电站地网计算实例较少，且计算过程较为繁琐，通过工程实例介绍了接地网的工程计算，并根据入地短路电流对接触电位差和跨步电位差的影响，对35千伏变电站接地电阻要求提出建议，并提出相应的降租措施。
etap短路计算（最新版）目录1.etap 短路计算的概述2.etap 短路计算的基本原理3.etap 短路计算的具体步骤4.etap 短路计算的应用案例5.etap 短路计算的优缺点分析正文etap 短路计算是一种用于计算电力系统短路故障的计算方法。
电力系统短路故障是指电力系统中出现电路短路的现象，如果不及时处理，可能会导致电力系统的严重故障，影响电力供应的稳定性。
因此，对电力系统进行短路计算，预测短路故障的发生，对于保证电力系统的安全运行具有重要的意义。
etap 短路计算的基本原理是基于电力系统的短路电流和短路电压的计算。
在短路计算中，需要先确定电力系统的等值电路模型，然后通过计算短路电流和短路电压，来评估短路故障对电力系统的影响。
etap 短路计算的具体步骤包括以下几个步骤：1.确定电力系统的等值电路模型：这是短路计算的基础，需要根据电力系统的实际情况，建立合适的等值电路模型。
2.计算短路电流：在短路发生时，短路电流会迅速增大，对电力系统的设备造成冲击。
因此，需要计算短路电流，以评估短路故障的影响。
3.计算短路电压：短路电压的下降会导致电力系统的电压稳定性问题。
因此，需要计算短路电压，以评估短路故障的影响。
4.分析短路故障的影响：根据短路电流和短路电压的计算结果，分析短路故障对电力系统的影响，以便采取相应的措施。
etap 短路计算的应用案例主要包括电力系统的短路故障预测、电力系统的安全评估等。
通过 etap 短路计算，可以有效地预测短路故障的发生，提高电力系统的安全性。
etap 短路计算的优点在于其能够准确地预测短路故障的发生，有助于提高电力系统的安全性。
接地装置铺设面积计算公式在电气工程中，接地装置是非常重要的设备，它能够保护设备和人员免受电击危险。
接地装置的铺设面积是确定其有效性的重要因素之一。
在本文中，我们将讨论接地装置铺设面积的计算公式，并探讨其在实际工程中的应用。
接地装置的铺设面积计算公式可以通过以下公式来表示：A = (I ×ρ× K) / (2 ×π× h)。
其中，A表示接地装置的铺设面积，单位为平方米；I表示接地电流，单位为安培；ρ表示土壤电阻率，单位为欧姆·米；K表示土壤系数，通常取值为1；π表示圆周率，约为3.14159；h表示接地装置的深度，单位为米。
这个公式的推导基于接地装置的基本原理，即通过将接地装置埋入土壤中，利用土壤的导电性来将电流分散到大范围的区域，从而降低接地电阻，保护设备和人员的安全。
在实际工程中，我们需要根据具体的情况来确定接地装置的铺设面积。
首先，我们需要测量接地电流的数值，这可以通过电流表或者其他电流测量设备来实现。
然后，我们需要了解土壤的电阻率，这可以通过土壤电阻率测试仪来测量得到。
接下来，我们需要确定土壤系数K的数值，通常情况下可以取1。
最后，我们需要确定接地装置的深度，这取决于具体的工程要求和土壤情况。
举个例子，假设我们需要设计一个接地装置，其接地电流为10安培，土壤电阻率为100欧姆·米，土壤系数为1，接地装置的深度为2米。
那么，根据上面的公式，我们可以计算出接地装置的铺设面积为：A = (10 × 100 × 1) / (2 × 3.14159 × 2) ≈ 79.58平方米。
这个计算结果告诉我们，为了满足10安培的接地电流需求，我们需要铺设大约80平方米的接地装置。
在实际工程中，我们还需要考虑接地装置的形状、布局、材料等因素，以及对周围环境和设备的影响，来确定最终的铺设方案。
除了上面介绍的基本计算公式外，还有一些其他的因素需要考虑。
接地网计算培训讲稿一、关于接地网的基本知识。
在电力系统中，为了保护设备和人身的安全，接地现象是非常常见的。
将电气装置、设施该接地部分经接地装置与大地做良好的电气连接称为接地。
接地根据用途可以分为工作接地、保护接地、防雷接地和防静电接地。
接地装置由接地体和接地线两部分组成。
埋入地中并且与大地直接接触的金属导体称为接地体；把电气装设施该接地部分经接地体连接起来的金属导体称为接地线。
接地体又分为人工接地体和自然接地体。
兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、非可燃气体或液体的金属管道、建筑物中的钢筋、电缆外皮、电杆基础上的避雷线和中性线等都是自然接地体；为满足接地装置接地电阻要求而专门埋设的接地体称为人工接地体。
我们所研究的接地网就是一种人工接地体，接地网由由水平接地体和垂直接地体，接地网的材料一般有钢管、角钢、圆钢、扁钢和铜带，接地网祈祷的作用有泻放电流和均压作用。
不同形状接地体周围土壤电位分布演示。
电流经接地体流入大地，在大地表面形成分布电位。
接地体和大地零电位点间的电压称为接地装置的对地电压（或对地电位）。
接地线电阻和接地体的对地电阻（电流自接地体向外散流所遇到的电阻，又称散流电阻或扩散电阻）之和成为接地装置的接地电阻。
接地线电阻基本上很小，所以可以认为接地电阻就等于扩散电阻。
接地电阻数值上等于对地电位与从接地体流入大地电流的比值。
按流过接地体的电流是工频电流求得的电阻称为工频接地电阻；按流过接地体的电流是冲击电流求得的电阻称为冲击接地电阻。
接地电阻和土壤电阻率、接地体规格有关。
所以改变接触电阻的主要手段就是改变土壤电阻率和改变接地体敷设。
土壤的电阻率大小主要取决于土壤中导电离子的浓度和水分含量。
干燥的土壤是不导电的，有时候为了降低土壤电阻率还会采用降阻济。
评估接地网是否满足要求的指标除了接地电阻和对地电位外，还有接触电压和跨步电压。
人站在地面上里设备水平距离0.8米处手触到设备外壳、构架离地面1.8米处，加于人手与脚之间的电压称为接触电压；人在分布电位区域中沿散流方向行走，步距为0.8米时两脚间的电压称为跨步电压。
在大接地短路电流系统中接触电压和跨步电压应满足：;.上式中t表示接地短路电流持续时间，采用主保护动作时间和相应短路器的动作时间。
在小接地短路电流系统里发生单相故障时不会立即切除故障，因此不存在t，对应的接触电压和跨步电压应满足：一个接地网只有一个接地电阻，通过接地网入地的电流不同对地电位也不同，对于同一个接地网和同一个入地电流接地网表面个点的接触电压和跨步电压都与同，通常只需要最大的点不超过允许值。
不同形状接地体工频接地电阻的计算：单根垂直接地体：欧姆；d——垂直接地体外径不同形状的水平接地体：欧姆；L——接地体总长度h——水平接地体埋设的深度d——水平接地体外径或等效外径A——水平接地体形状系数，不同形状对应不同的A值接地网：欧姆S——接地网总面积；L——接地体（水平接地体和垂直接地体）总长度h——水平接地体埋设的深度d——水平接地体外径或等效外径二、ETAP接地网算法,IEEE Std 80-2000标准算法。
1、经接地网入地的电流计算。
——故障电流经接地网入地系数；——未来发展系数；——故障电流由用户指定或来自短路计算。
2、土壤建模在不同深度和用不同方法测量得到的土壤电阻率可能不同，计算时用平均值。
3、人体允许的最大接触电压和最大跨步电压。
（1）人体允许通过的最大电流（）和电流的持续时间（）有关，持续时间在0.03—3.0S间它们的关系式为：是一常数，0.03S<<3.0S时，人体重为50kg时，K=0.116；人体重为70kg时，K=0.157。
（2）人脚与地面的接触电阻：——土壤接触电阻率；——人脚等效直径，一般取0.08m。
（3）人体电阻：。
（4）人体允许的最大接触电压计算：图1 接触电压示意图当人去触摸设备时流过人体的电流是人体允许通过的最大电流时，加在人体上的电压就是人体允许的最大接触电压。
这时候人的两脚都着地，相当于两脚和地的接触电阻并联，人体实际与地面的接触电阻为/2。
图2 接触电压示意电路图计算公式：（5）人体允许的最大跨步电压计算。
下图是一幅跨步电压示意图：图3 垮步电压示意图当人在接地网上表地面行走时流过人体的电流是人体允许通过的最大电流时，加在人两腿上的电压就是人体允许的最大跨步电压。
这时候人的两脚都着地，相当于两脚和地的接触电阻串联，人体实际与地面的接触电阻为，电路图为：图4 垮步电压示电路意图计算公式为：4、接地电阻计算接地网总接地电阻：水平接地网接地电阻；所有垂直接地体的接地电阻；水平接地网和垂直接地体组的公共接地电阻。
土壤电阻率;所有水平接地体的长度;2a 水平接地体直径;对于埋在h深度的，对于在表面的导体a；A 水平接地网面积；形状系数。
每根垂直接地体的长度；2b 垂直接地体的直径；水平接地体数目。
5、形状系数确定：方行为1，Y形为0。
表格6、接触电压和跨步电压计算接触电压：=；跨步电压：=。
7、地面电位升（GPR）计算：三、ETAP接地网模块应用图5 编辑工具条图6 接地网与母线关联打开ETAP软件，打开工程。
在编辑模式下添加一个接地网元件，（如图5所示）。
可以把元件和相关设备（母线）关联起来，直接把接地网元件放到相关设备（母线）上面就可以了。
如果接地网和母线相关联，可以把母线的短路电流（单相接地故障的对称初始值）更新到接地网里，如果一个接地网和多条母线关联取短路电流最大一个。
这样在接地网设计计算时就直接用这个短路电流计算，否则需要人工输入一个短路电流值。
选择接地网元件，右击，在弹出的菜单里选择“更新故障电流”。
图7 更新短路电流1在跳出的“更新接地网短路电流”对话框里点击“确定”。
图8 更新短路电流2这样就完成了把短路电流更新到了接地网编辑器里，供后面的计算用。
双击接地网元件，进入ETAP接地网设计模块，开始设计接地网。
对于一个没有编辑过的接地网，先跳出分析方法选择对话框，要求选择设计分析方法。
如图9所示，有两中方法可以选，IEEE方法和有限元法。
IEEE方法有三个计算：1确定好接地体计算接触电压、跨步电压、接地电阻和对地电压；2确定好垂直接地体优化水平接地体，计算接触电压、跨步电压、接地电阻和对地电压；3优化水平和垂直接地体，计算接触电压、跨步电压、接地电阻和对地电压。
图9 选择设计分析方法选择IEEE方法在分析方法选择对话框里点击确定，打开接地网系统，界面如图10所示。
界面的主要部分分为三个小窗口：三维视图窗口、剖面视图窗口、编辑和表面视图窗口。
三维视图窗口可以从各个角度看接地网；剖面视图窗口可以查看接地网剖面和编辑土壤；编辑和表面视图窗口可以设计编辑接地网和看到表面试图。
工具条里列了一些可供选择的接地网布置形状。
图10 选择设计分析方法从工具条中选择需要的接地网布置模式，添加到编辑和表面视图窗口。
调整好大小后，双击它，打开编辑器对它进行编辑。
在这里可以设置接地体的实际尺寸、深度、数量、成本和选择接地体材料。
ETAP库里录入了一些常用接地体材料类型，选择了之后相应的材料参数从库里提取出来。
图11 IEEE水平接地体编辑器图12 IEEE垂直接地体编辑器接地体编辑好后，三维视图窗口和剖面视图窗口都会自动把接地体的相应视图添加上去。
在剖面视图窗口双击，跳出土壤编辑器窗口，如图13所示。
编辑土壤，土壤分三层，为每层土壤选择土壤类型和填写厚度。
ETAP软件库里已经录入了一些常用的土壤类型及其电阻系数，选择好土壤类型后相应的电阻系数会从库里去出，如果哭里的数据数据不能满足需要可以手工填入。
图13 土壤编辑器编辑好接地体和土壤后按下接地网分析按钮进入接地网分析模式，如图14所示。
图14 接地网分析模式在接地网分析模式下，接地网分析工具条上面有分析案例工具条，如图15所示。
软件默认有一个分析案例生成，如果需要多个分析案例时可以通过菜单栏的分析案例菜单新建和删除。
如图16所示。
图15 分析案例工具条图16 分析案例菜单每一个分析案例都有一些不同的设置，这些设置在分析案例编辑器里完成。
点击分析案例编辑器按钮，跳出分析案例编辑器，如图17所示。
分析案例设置注意点：选项：选择用于计算的人体平均体重和填写环境温度。
更新：这只对于IEEE方法的优化算法有用，选择了更新把优化算法的计算结果（接地体设计方案）更新到接地体编辑器里。
故障持续时间：Ts—故障电流持续时间，电流消耗因子；Tc—故障电流持续时间，用于最小截面计算（接地体热稳定校验）；Tf—冲击电流持续时间，用于计算可能出现的最大人体接触电压和跨步电压，三个一般都填一样的值。
接地短路电流：用户指定——人工指定一个值用于接地网计算；来自短路分析——把所关联的母线的单相接地电流初始有效值填到这里用于计算。
接地网电流因子：Sf——接地网的分流因子，通过接地网入地的故障电流占总故障电流的百分数。
Cp——增长因子，考虑电网未来发展短路电流是目前短路电流的百分比。
图17 接地网分析案例编辑器在接地网分析模式下，右边会出现接地网分析工具条。
前三个按钮分别对应三中不同的计算方法，至上而下分别是：接地网计算、最优水平接地体数目、最优水平接地体和垂直接地体数目，如图14所示。
分析案例设置好后，点击有边的分析工具条，软件开始接地网计算，计算完成后都会给出响应的计算结果，如果是优化计算还有优化结果。
1、接地网计算：根据前面编辑的接地体、土壤计算接触电压、跨步电压、接地电阻、对地电位，以及允许的接触电压和跨步电压。
2、最优水平接地体数目：在前面编辑的土壤和垂直接地体的条件下，计算出最优化的水平接地体数目和在最优化的水平接地体数目情况下的接触电压、跨步电压、接地电阻、对地电位。
3、最优水平接地体和垂直接地体数目：在前面编辑的土壤条件下，计算出最优化的水平接地体和垂直接地体数目和在这最优化情况下的接触电压、跨步电压、接地电阻、对地电位。
图18 接地网计算结果接触电压和跨步电压计算值是人在接地网区域内工作可能出现的最大接触电压和跨步电压；容许电压是人体允许承受的最大接触电压和跨步电压值；GPR是接地体的绝对电位；Rg是接地体的接地电阻。
如果接触电压和跨步电压计算值大于容许值,或接地网接地电阻超过相关规程中规定的值都会用红色在“报警&警告”里提示。
选择有限元法设置跟IEEE方法相似，只是在计算方法上有所区别。
有限元法确定定好水平接地体和垂直接地体数目，计算接触电压、跨步电压、接地电阻和对地电位。
有限元法没有优化算法。
有限元法可以计算出整个接地网区域内的各点的接触电压和跨步电压值，并画出三维图，用不同颜色区分接触电压和跨步电压等级。
编辑接地体各参数与IEEE方法相同。
