为了保证变电站内设备的安全稳定运行,防止雷击设备或运行人员遭受电击等伤害,其站内接地系统必须具备优良的安全性能以及合理的设计参数。一般情况下,衡量接地网设计是否合理主要主要考察接地网的接地电阻、接触电压和跨步电压等。在设计接地网时,一般要求根据当地土壤结构及土壤电阻率实际情况,尽可能减小接地网接地电阻,同时因地制宜,采取合适的方法来提高接地网性能。本文首先探讨了改善接地网性能的意义,并以此为基础对接地网设计方法是否科学合理做出评判。通过总结相关法律法规要求和技术要求,总结归纳实践经验,并结合系统运行方式和电气设备具体情况,得出接地网设计的具体要求和原则以及设计过程,在宏观上得出了接地网设计的总体要求。研究了变电站接地网的接地电阻、互阻系数、地表电位、接触电压、跨步电压、接地材料消耗量等参数的计算方法。对相同参数的计算方法进行比对分析,在此基础之上得出了最优计算方法及数学模型。同时针对多种接地网降阻方法开展实用性研究,为优化设计接地网提供依据。为了解决传统接地网设计中存在的一些问题,本文提出了一种改进粒子群算法,同时建立了包含接地网建设成本预期在内的多目标函数,应用改进粒子群算法寻求该目标函数的最优压缩比,为优化设计变电站接地网提供依据。采用上述方法对永陵220kV变电站进行优化设计。结合永陵220kV变电站的具体情况,分别计算该变电站的等间距水平接地网、含有垂直接地极的不等间距水平接地网和含有外引接地网的不等间距水平接地网的接地电阻、地表电位和接触电压,并计算不同优化设计方案下的成本预期。通过数值计算、系统仿真等手段对不同设计方法进行比较,最终得出该变电站的最优设计方案。