随着社会经济的发展以及电能需求增大，超高压输电线路以及变电站已成为电网发展的趋势。作为电力系统的枢纽超高压变电站，一旦发生雷电跳闸事故，将使系统供电中断；并且将危及超高压变电站内的主要电气设备的绝缘，势必造成对设备的破坏。因此对超高压变电站的外过电压的建模进行计算是很有必要的。经验表明，外过电压的反击侵入波过电压是变电站入侵波形成的主要原因，作为变电站的主要设备变压器，其外过电压的侵入波值受到变电站运行方式的不同、近区杆塔雷击点、避雷器的配置、杆塔冲击接地电阻、工频电压以及避雷器保护距离的影响。在进行计算外过电压建模时须充分考虑到各种因素的影响，优化其计算模型，并尽量能准确计算变压器及站内其他设备的外过电压值。本论文以具体一500kV敞开式变电站为例，根据雷电的产生机理，给出了相应的外过电压计算模型，基于贝杰龙法建立起线路和变电站内各个设备的等值模型。采用电磁暂态计算程序(ATP-EMTP)对500kV变电站站外输电线路的外过电压进行计算建模，结合FORTRAN自编程序对站内设备中的过电压进行计算，并分析各影响因素的影响效果。相比以往的模型，创新提出了利用多波阻抗模型模拟输电线路杆塔，利用新藤先导模型来模拟绝缘子串的闪络。此外，基于接地的需要，提出新型接地装置的接地电阻的计算方法，详细分析了单层土壤、双层土壤电阻率中水平接地网以及均匀土壤中复合接地网的接地电阻的计算，利用矩量法构建土壤微元模型，计算了简单均匀土壤模型下的任意形状的接地网接地电阻，同时给出了自阻抗和互阻抗的计算方法；针对复杂多层的构土壤结地域，本论文提出了运用边界元法（BEM）综合分析水平分层、垂直分层、复合以及复杂块状土壤中的水平接地网的接地电阻的计算，结合实际的算例，证明了边界元法的有效性。