Umspannwerk Mannheim-Rheinau

Das Umspannwerk Mannheim-Rheinau (auch Umspannwerk Rheinau, Bezeichnung des Betreibers: Station Rheinau) ist ein aus zwei räumlich getrennten Anlagen bestehendes Umspannwerk im deutschen Bundesland Baden-Württemberg, das von den Übertragungsnetzbetreibern Amprion/Westnetz sowie Netze BW betrieben wird. Es befindet sich östlich von Mannheim zwischen den Stadtteilen Rheinau und Friedrichsfeld.

Die erste Umspannanlage entstand 1919 durch den badischen Staat, der seine erste Hochspannungsleitung vom Murgwerk über Karlsruhe nach Mannheim mit Anschluss an das Netz der Pfalzwerke baute. In ihrer späteren Form entstand die Anlage Mitte der 1920er Jahre, um elektrische Energie aus dem neu entstehenden Verbundnetz des RWE, die in den Wasserkraftwerken im Schwarzwald und in den Alpen sowie den Braunkohlekraftwerken im Rheinland erzeugt wurde, ins nachgeordnete Netz einzuspeisen und gleichzeitig einen Stromaustausch mit dem Badenwerk herzustellen.

Im Zusammenhang mit in Mannheim angesiedelter energietechnischer Industrie entwickelte sich Mannheim-Rheinau zu einem wichtigen Standort für Entwicklungen im Bereich der Energieversorgung. Nach dem Zweiten Weltkrieg unterhielt die Deutsche Verbundgesellschaft (DVG) unmittelbarer Nähe zum Umspannwerk ein Testgelände, auf dem unter anderem auch erste Versuche mit Stromübertragung bis zu 380 kV durchgeführt wurden. Die Forschungsgemeinschaft für elektrische Anlagen und Stromwirtschaft (FGH) siedelte sich in den 1960er Jahren ebenfalls auf dem Gelände an und unterhält dort bis heute Prüfstände und Labore.

Lage Die Anlage liegt nordöstlich des namensgebenden Stadtteils Rheinau, am Rande des unteren Dossenwalds, auch Rheinauer Wald genannt. Sie besteht aus zwei räumlich getrennten, aber unmittelbar benachbarten Teilen, die beide unter demselben Namen geführt werden. Der größere Anlagenteil im Norden verfügt über die Spannungsebenen 380 kV, 220 kV und 110 kV, der kleinere Teil südlich davon über die Spannungsebenen 110 kV und 20 kV.

Die Mannheimer Innenstadt befindet sich etwa 8 km nordwestlich, weitere nahegelegene Städte sind Heidelberg rund 10 km östlich, Karlsruhe rund 50 km südlich und Darmstadt rund 50 km nördlich. In einiger Entfernung zum Umspannwerk führt nördlich die Bahnstrecke Mannheim–Basel mit dem Rangierbahnhof Mannheim vorbei.

Westlich des Geländes verläuft seit den 1960er Jahren die BAB 6, unmittelbar vorbei führt seit den 1980er Jahren die Schnellfahrstrecke Mannheim–Stuttgart, die in diesem Bereich im Pfingstbergtunnel unterhalb der Oberfläche verläuft. In der Nähe des nördlichen Umspannwerks befindet sich einer von mehreren Rettungsplätzen des Tunnels.

Das Gelände der FGH grenzt unmittelbar an den nördlichen Anlagenteil und verfügt über einen eigenen Anschluss aus der Schaltanlage auf der 220-kV-Ebene, über den in die Prüfstände eingespeist werden kann. Gegenüber dem alten Hauptgebäude des südlichen Anlagenteils, dem ehemaligen Badenwerk-Umspannwerk, befindet sich das Wasserwerk Rheinau. Im Dossenwald selbst, ebenfalls unmittelbar an das Umspannwerk angrenzend, befindet sich ein Wildgehege.

Das östlich liegende Unterwerk Mannheim der Deutschen Bahn an der Bahnstrecke Mannheim–Basel hängt mit dem Umspannwerk technisch nicht direkt zusammen, da Bahnstrom eine andere Frequenz aufweist (16,7 Hz statt 50 Hz im öffentlichen Stromnetz).

Geschichte Der Bau beider Umspannanlagen stand im Zusammenhang mit Verbundnetz-Plänen der 1920er Jahre, dem Beginn der überregionalen Energieversorgung. Während das RWE ab 1924 an seiner Nord-Süd-Leitung baute und damit ein weltweites Pionierprojekt startete, errichtete der badische Staat zu dieser Zeit sein Verbundnetz auf der 110-kV-Ebene, wofür das 1923 in Betrieb genommene Großkraftwerk Mannheim eine wichtige Quelle für den Bezug elektrischer Energie darstellte. Über die Umspannwerke in Rheinau konnte ein Energieaustausch mit dem Verbundnetz des RWE und dem Netz der Pfalzwerke stattfinden.

Vorangegangene Entwicklungen Bau des Großkraftwerks Mannheim und erstes Rheinauer Umspannwerk mini|Altes Elektrizitätswerk Rheinau von 1897, der Vorgängerbau des heutigen Umspannwerks Mannheim-Rheinau

Das erste Mannheimer Elektrizitätswerk (E-Werk) ging 1897 im Stadtteil Rheinau in Betrieb und versorgte zunächst nur einige Betriebe im Rheinauhafen, ehe es 1911 von der Oberrheinischen Eisenbahn Gesellschaft (OEG) übernommen wurde. Das E-Werk war ein Projekt des Darmstädter Professors und Elektrotechnik-Pioniers Erasmus Kittler, der die Anlage zusammen mit der Allgemeinen Elektrizitäts-Gesellschaft Berlin (AEG) entwickelte. Ein erster Verbundbetrieb mit einem benachbarten Unternehmen wurde 1915 fertiggestellt, indem das Fernleitungsnetz der Hessischen Eisenbahn-Aktiengesellschaft (HEAG) über eine 20-kV-Leitung von Mannheim-Rheinau über Heppenheim nach Ober-Ramstadt angebunden wurde. Dies ermöglichte der HEAG, im Falle von Störungen im eigenen Netzgebiet Strom fremdzubeziehen.

Die eigentliche ländliche Elektrizitätsversorgung des Großherzogtums Baden entwickelte sich aus dem Bau eines staatlichen Wasserkraftwerks an der Murg bei Forbach im Nordschwarzwald, das 1918 durch die Badische Oberdirektion für Wasser- und Straßenbau in der nunmehrigen Republik Baden in Betrieb genommen wurde. Die Gründung des Energieversorgungsunternehmens (EVU) Badische Landes-Elektrizitäts-Versorgungs AG im Juli 1921 – ab 1938 nur noch Badenwerk genannt – ging einher mit der Beteiligung am Bau eines Kohlekraftwerks in Mannheim, das aufgrund des steigenden Bedarfs an elektrischer Energie in der Rhein-Neckar-Region das alte Mannheimer E-Werk von 1897 ablösen sollte. Zusammen mit den Pfalzwerken, die schon seit 1914 ein regionales EVU im linksrheinischen Gebiet mit eigenem Fernleitungsnetz darstellten, der Neckar AG und der Stadt Mannheim gründete man die Großkraftwerk Mannheim AG. Erster Leiter des Großkraftwerks war der Pionier auf dem Gebiet der Kraftwerkstechnik Fritz Marguerre.

Das Badenwerk baute bereits kurz nach seiner Gründung seine ersten 110-kV-Fernleitungen, dabei handelte es sich um die einkreisige Verbindung Murgwerk–Scheibenhardt–Rheinau. Diese Leitung ging 1919 in Betrieb. Hierfür entstand in Rheinau als Ersatz für das E-Werk ein erstes Umspannwerk in Hallenbauweise. Es verfügte über zwei 110-/20-kV-Transformatoren mit je 5 MVA Leistung. Darüber hinaus waren eine statische Synchronisiereinrichtung und eine Erdschlusskompensationsspule auf der 20-kV-Seite eingebaut.Die Badische Landeselektrizitätsversorgung Aktiengesellschaft Karlsruhe, Stand: Sommer 1925. Badenwerk A.G. Karlsruhe 1925, S. 22

Die ersten Kessel des neuen Kraftwerks im Stadtteil Neckarau direkt am Rhein gingen 1923 in Betrieb. Die dort erzeugte elektrische Energie wurde in ein Fernleitungsnetz mit 20 kV Spannung eingespeist, das sich über Teile Badens, der Pfalz bis nach Südhessen erstreckte. Die Pfalzwerke stellten schon 1916 ihre 20-kV-Fernleitung von Ludwigshafen nach Homburg auf 110 kV Spannung um. Das vormalige E-Werk im Rheinauhafen diente nunmehr als Verteilerstation auf der 20-kV-Ebene, über die im Kraftwerk erzeugte elektrische Energie in die Netze der Pfalzwerke, des Badenwerks und der HEAG eingespeist wurde. Vom alten E-Werk aus wurde auf der 20-kV-Ebene die elektrische Energie aus dem Großkraftwerk Mannheim nun ins Umspannwerk Mannheim-Rheinau eingespeist und von dort auf 110 kV hochtransformiert. Vom Umspannwerk Rheinau aus wurde außerdem eine einkreisige 110-kV-Leitung zum Umspannwerk Mundenheim der Pfalzwerke gebaut, um die Hochspannungsnetze beider Energieversorger miteinander zu koppeln. Die Kreuzungsmasten für die Rheinquerung waren als 64 m hohe Tonnenmasten ausgeführt.Die Badische Landeselektrizitätsversorgung Aktiengesellschaft Karlsruhe, Stand: Sommer 1925. Badenwerk A.G. Karlsruhe 1925, S. 20

Verbundnetzpläne des RWE

Die Expansion der Rheinisch-Westfälischen Elektrizitäts-AG in Essen, die mit dem Erwerb zahlreicher Braunkohlegruben im Kölner Raum unter Hugo Stinnes zum überregionalen Energieversorger wuchs, ging einher mit dem Bau des Goldenbergwerks, dem damals weltgrößten Kraftwerk, und der stetigen Expansion des Versorgungsgebiets. Ein erster Plan für ein Verbundnetz, das die Stromerzeugung aus den rheinischen Kohlekraftwerken mit der aus alpinen Wasserkraftwerken kuppeln sollte, wurde 1923 aufgestellt. Mit der Übernahme der Elektrizitäts-AG vormals W. Lahmeyer & Co. im selben Jahr erwarb das RWE Anteile an zahlreichen EVUs im süddeutschen Raum. Der Plan des RWE bestand nun darin, über das Verbundsystem als Rückgrat zusätzlich EVUs anzuschließen, die an Stationen entlang der Leitungsstrecke elektrische Energie vom RWE beziehen können.

Da eine Energieübertragung jenseits der 110 kV Spannung als technisch noch nicht machbar galt, baute das RWE 1923 eine 40 km lange Teststrecke zwischen Ronsdorf und Iserlohn, um Erfahrungen mit einem derartigen Betrieb zu sammeln. Die Pläne für die Verbundleitung zwischen Rheinland und Alpen kamen 1924 zur Baureife, statt 220 kV entwarf man die Leitung gleich für eine noch größere Spannung von 380 kV.

Das Umspannwerk entsteht Anlage des RWE Mannheim-Rheinau war seitens des RWE als Standort eines von sechs Umspannwerken entlang der Verbundleitung zwischen Brauweiler und Bürs festgelegt worden. Von Beginn an war sie als Knotenpunkt zwischen den Netzen des RWE und der Badischen Landes-Elektrizitäts-Versorgungs AG, dem späteren Badenwerk, geplant. Hierfür wurde am 9. März 1925 ein Stromlieferungsvertrag zwischen beiden Unternehmen abgeschlossen. Im Dezember 1925 war die Anlage fertig geplant, sodass mit dem Bau begonnen wurde. Beauftragt wurden mit der Herstellung und Lieferung der 220-kV-Schaltanlagen mitsamt ihren Geräten die Siemens-Schuckertwerke. Neben Rheinau wurden auch die anderen Anlagen entlang der Leitungsstrecke südlich von Brauweiler – Koblenz, Kelsterbach, Hoheneck, Herbertingen, Bürs – nach demselben Schaltschema ausgeführt.T. Horstmann, K. Kleinekorte: Strom für Europa – 75 Jahre RWE-Hauptschaltleitung Brauweiler 1928–2003. Klartext-Verlag, Essen 2003, ISBN 978-3-89861-255-5, S. 35ff. Alle diese Anlagen wurden als Freiluftanlage ausgeführt, lediglich in Rheinau wurde dazu noch ein massives, steinernes Gebäude errichtet. In diesen wurden Phasenschieber installiert, mit denen Leistungsflüsse im 220-kV-Netz des RWE geregelt werden konnten. Dieses Gebäude existiert heute noch, die Phasenschieber sind allerdings nicht mehr in Betrieb.T. Horstmann, K. Kleinekorte: Strom für Europa – 75 Jahre RWE-Hauptschaltleitung Brauweiler 1928–2003. Klartext-Verlag, Essen 2003, ISBN 978-3-89861-255-5, S. 31.

Im Jahr 1926 ging das Umspannwerk in den Probebetrieb, als auf der gerade fertiggestellten Leitung der Abschnitt von Neuenahr nach Rheinau erstmals unter Spannung gesetzt wurde, zunächst mit 110 kV. Dennoch konnte ein Verbundbetrieb mit dem Badenwerk hergestellt werden. Erst nachdem im Oktober 1928 die Umspannanlage Brauweiler fertiggestellt wurde und die Hauptschaltleitung des RWE ihren Betrieb aufnahm, ging die Leitung mit 220 kV Spannung schrittweise bis Kelsterbach, dann Rheinau und schließlich Hoheneck in Betrieb. Da die Fortsetzung von Hoheneck nach Bürs erst später fertiggestellt wurde, konnte der Verbundbetrieb zwischen rheinischer Kohle- und alpiner Wasserkraft erst am 17. April 1930 mit Inbetriebnahme der Stationen Herbertingen und Bürs aufgenommen werden.