水电站接地系统是维护水电站安全可靠运行、保障运行人员和电气设备安全的根本保证和重要措施。因此对接地系统的研究在水电站接地设计中有着举足轻重的地位。在我国接地规程及IEEE Std80-1986中均只考虑了采用均匀土壤模型进行地网接地电阻的计算。但在工程实际中，大部分地区的土质比较复杂，土壤分层分块而且土壤电阻率很大，如果按照均匀土壤设计和计算，则会产生较大的设计和计算误差。但是目前现有的计算多层土壤接地系统地网参数的方法很复杂，因此需要找出多层土壤的等效简化分析方法，为接地网的设计提供理论指导。由于现有的水电站土壤模型大都是经典的三层土壤模型，所以本文利用国际接地计算软件CDEGS，仿真分析了上层土壤电阻率、上层土壤厚度、中层土壤电阻率、中层土壤厚度及下层土壤电阻率对水平三层土壤接地网接地电阻和等效均匀土壤电阻率的影响规律；仿真分析了左层土壤电阻率、右层土壤电阻率、中层土壤电阻率和中层土壤厚度对垂直三层土壤接地网接地电阻和等效均匀土壤电阻率的影响规律，找出了影响水平三层和垂直三层土壤等效均匀土壤电阻率的重要参数，建立了水平三层和垂直三层土壤结构等效成单层土壤结构的求解模型。并基于BP神经网络的原理，利用MATLAB编写程序，完成了对高电阻率地区水电站等效均匀土壤电阻率的计算，并结合计算均匀土壤接地电阻的公式，计算出接地电阻的值。此方法计算出来的接地电阻值与CDEGS结果、有限元法结果以及复合镜像法结果之间的误差都很小，证明此方法有效，可以在工程实际中应用。本文以阿海水电站为例，对其接地系统进行了研究。根据阿海水电站水库特点，采用三层土壤模型，利用本文编写的程序完成了对阿海水电站等效均匀土壤电阻率的计算，并最终得到了阿海水电站接地网的接地电阻。利用计算得到的最大入地短路电流，校验最大跨步电势和最大接触电势，并分析最大地电位升高，得出阿海水电站现有接地系统的接地电阻不满足要求。本文还对高土壤电阻率地区水电站接地网的降阻技术及方法进行了简单介绍。结合实际阿海水电站的情况，选择采用增设11.06万m~2水下地网来降低接地电阻，在500kV出线场周围布置8根50m长且与地面倾角为45°的斜接地极来改善地面电位分布。