Die Umspannanlage Brauweiler (auch Umspannwerk Brauweiler oder Station Brauweiler) ist eine Umspann- und Schaltanlage im Pulheimer Ortsteil Brauweiler in NRW. Sie wurde 1928 in einer ersten Ausbaustufe fertiggestellt und 1929 erweitert. Ihr Bau stand im Zusammenhang mit der Expansion des RWE und der weltweit erstmaligen Einrichtung eines im Verbund mehrerer Energieträger betriebenen Hochspannungsnetzes. Die am 12. Oktober 1929 in Betrieb genommene Hauptschaltleitung Brauweiler übernahm vom Standort des Umspannwerks aus die Betriebsführung des Netzes und die Lastübernahme der ins Verbundnetz einspeisenden Kraftwerke. Zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme war die Anlage bis in die 1950er Jahre die größte Umspannanlage der Welt.
Bis heute ist die Anlage ein wichtiger Knotenpunkt im Übertragungsnetz der Amprion, die seit 2009 das vormalige Höchstspannungsnetz des RWE betreibt. Im Laufe der Zeit wurde sie mehrmals umgebaut und unter anderem um eine 380-kV-Schaltanlage ergänzt. Die aus der Hauptschaltleitung Brauweiler hervorgegangene Systemführung Netze steuert und überwacht als größte Leitwarte Europas das Übertragungsnetz der Amprion, außerdem koordiniert sie zusammen mit swissgrid die Netzfrequenz des kontinentaleuropäischen Stromnetzes.
Lage und Anbindung Das Umspannwerk liegt auf dem Gebiet der Stadt Pulheim, östlich des Ortsteils Brauweiler. Die Kölner Innenstadt liegt rund 10 km südöstlich. Westlich der Schaltanlage befinden sich im südlichen Teil die Gebäude der Hauptschaltleitung und im nördlichen Teil das Gelände des Logistikzentrums. Um die Anlage herum hat sich ein Gewerbepark angesiedelt.
Zum Transport der Leistungstransformatoren besteht ein Gleisanschluss von der Bahnstrecke Rheydt–Köln-Ehrenfeld. Eine Straßenanbindung führt im westlichen Teil der Anlage über die Von-Werth-Straße.
Vorgeschichte mini|Vorgebirgszentrale (ab 1917 Goldenbergwerk), zentraler Netzknoten des frühen RWE-Hochspannungsnetzes Entwicklung des RWE-Hochspannungsnetzes
Der Einstieg in die überregionale Energieversorgung begann für das 1898 gegründete Rheinisch-Westfälische Elektrizitätswerk (RWE), das ursprünglich die Stadt Essen mit elektrischer Energie versorgte, im Jahr 1905 mit dem Erwerb der rheinischen Braunkohlegrube Berggeist bei Brühl. Da die Vorräte dort schnell zur Neige gingen, wurde 1913 mit der Roddergrube bei Hürth ein Liefervertrag abgeschlossen, der dem RWE die Braunkohle von dort zusicherte. Gleichzeitig entwickelte Bernhard Goldenberg, technischer Vorstand des RWE, nach dem Konzept Georg Klingenbergs ein Braunkohlekraftwerk. Die 1914 in Betrieb genommene Vorgebirgszentrale, 1920 zu Ehren des 1917 verstorbenen Bernhard Goldenberg in Goldenbergwerk umbenannt, wurde stetig erweitert und war kurz nach dem Ersten Weltkrieg das leistungsstärkste Kraftwerk in Europa.
Über Hochspannungsfreileitungen wurde das Kraftwerk mit den Verbrauchern im Umland verbunden. Zum Betrieb dieser Leitungen nutzte man die Erfahrungen mit der zwei Jahre zuvor in Betrieb genommenen Teststrecke zwischen Lauchhammer und Riesa und betrieb sie als Doppelleitungen mit 110 kV Spannung. Neben dem Erftwerk, einem 1917 in Betrieb genommenen Aluminiumwerk bei Grevenbroich, bestanden Verbindungen zu anderen Anlagen des RWE, etwa zum Kraftwerk Reisholz. Die Netztopologie entsprach, trotz einiger Maschenschlüsse zwischen den weiter entfernt gelegenen Gebieten, noch eher einem Strahlennetz mit der Kraftwerksschaltanlage als zentralen Punkt, was eine Gewährleistung der Energieerzeugung im Kraftwerk nötig machte. Tatsächlich waren bis Mitte der 1920er alle Kraftwerke des RWE über 110-kV-Leitungen miteinander verbunden, jedoch dienten sie nur zur Deckung der Spitzenlast. Die Verteilung von Grund- und Spitzenlast übernahm das Goldenbergwerk selbst.
Aufgrund der infolge von Gebietsausdehnung stetig steigenden Menge an zu verteilender elektrischer Energie musste das Kraftwerk in kurzen zeitlichen Abständen immer wieder erweitert werden. Der Geschäftsbericht des RWE legte sich schon 1912/13 fest, dass „es richtig ist, in Zukunft Kraftzentralen von noch größeren Leistungen unter günstigen Stromerzeugungsverhältnissen zu errichten und mit noch größeren Versorgungsgebieten durch Anwendung höherer Übertragungsspannungen zu versehen als dies bisher schon üblich war.“ Schließlich müssen „auch benachbarte Werke [...] dahin kommen [...], sich hinsichtlich der Lage ihrer Kraftstationen sowie der Auslegung ihrer Fernleitungsnetze miteinander zu verständigen, wenn nicht eine Menge Kapital unnötig verausgabt werden soll.“T. Horstmann, K. Kleinekorte: Strom für Europa – 75 Jahre RWE-Hauptschaltleitung Brauweiler 1928–2003. Klartext-Verlag, Essen 2003, S. 16.
Verbundnetzpläne
Die Situation der Stromverteilung im Rheinland weckte das Interesse, die Stromversorgung durch Braunkohle mit anderen Energieträgern zu koppeln. Konkret wurde dieser Plan ab 1923, als das RWE seine vormalige Muttergesellschaft Elektrizitäts-Actien-Gesellschaft vorm. W. Lahmeyer aus Frankfurt am Main erwarb und nun als Tochtergesellschaft führte. An die Lahmeyer AG wiederum waren zahlreiche Energieversorgungsunternehmen in Süddeutschland angeschlossen.
Im März 1923 besuchten Arthur Koepchen (technischer Vorstand RWE seit 1917), Ernst Henke (juristischer Vorstand) und Bernhard Salomon (Generaldirektor Lahmeyer AG) die Wasserkraftwerke der Lechwerke AG bei Augsburg und das Dampfkraftwerk der Kraftwerk Altwürttemberg AG (KAWAG), deren Überschüsse jeweils im Sommer bzw. im Winter am höchsten waren. Dadurch inspiriert entwarf man zunächst eine Leitungsverbindung zwischen Augsburg und Heilbronn, später plante man aufgrund von Interessenskonflikten mit dem Bayernwerk eine Fortführung über Höchst am Main mit Anschluss an die Anlagen der Lahmeyer-Tochtergesellschaft Main-Kraftwerke (MKW) bis zum Goldenbergwerk. Mit dem Einstieg der Lahmeyer-Tochter Württembergische Sammelschienen AG (WÜSAG) in die Nutzung von Wasserkraft in Vorarlberg im November 1923 und der Gründung der Vorarlberger Illwerke im Jahr darauf entstand schließlich der finale Entwurf, die Sammelschiene von Bludenz durch Oberschwaben in den Stuttgarter Raum und über das Rhein-Main-Gebiet ins Rheinland zu führen.
Da man befürchtete, dass die bisher angewandten 110 kV Spannung für den Betrieb einer mehrere hundert Kilometer langen Freileitung aufgrund der Übertragungsverluste nicht wirtschaftlich wären, baute man 1923 zunächst eine 40 km lange 220-kV-Teststrecke von Ronsdorf nach Iserlohn-Genna und besuchte die Southern California Edison sowie die Pacific Gas and Electric, die bereits seit 1921 Leitungen mit dieser Spannungsebene betrieben. Nachdem der RWE-Vorstand von der Machbarkeit einer Übertragung mit höherer Spannung überzeugt war, kamen Bedenken auf, dass für die 600 km lange Verbindung selbst diese nicht ausreiche. Masten und Leitungen wurden daher – zum damaligen Zeitpunkt erstmals weltweit – für einen Betrieb mit 380 kV ausgelegt.
Bau der Anlage Erste Ausbaustufe (1928) Mit dem Bau der Verbundleitung nach Süden wurde 1924 begonnen. War im Plan von 1923 noch ein nördlicher Beginn der Leitung am Goldenbergwerk vorgesehen, entschloss man sich später für den Bau einer komplett neuen Umspannanlage, um die elektrische Energie aus den Braunkohlekraftwerken im Kölner Raum an einem zentralen Punkt einzuspeisen. Das neue Umspannwerk Brauweiler ging am 28. Oktober 1928 in seiner ersten Ausbaustufe, die nur die 110-kV-Schaltanlage umfasste, in Betrieb. Gleichzeitig wurden auf der ersten Etappe der Südleitung bis Hoheneck beide Stromkreise mit zunächst 110 kV in Betrieb genommen.T. Horstmann, K. Kleinekorte: Strom für Europa – 75 Jahre RWE-Hauptschaltleitung Brauweiler 1928–2003. Klartext-Verlag, Essen 2003, S. 34
Die zur Betriebsführung des 110-kV-Netzes bisher am Goldenbergwerk befindliche Schaltleitung des RWE wurde im Zuge dessen nach Brauweiler verlegt, wo sie anfangs provisorisch in einer Holzbaracke untergebracht wurde. In der ersten Stufe verfügte die Anlage über 36 Schaltfelder für 110 kV, von denen 24 Stromkreise abgingen. Davon gehörten zwölf zu den drei 110-kV-Doppelleitungen, die vom Goldenbergwerk nach Norden in Richtung Erftwerk, Osterath und Reisholz führten, und von beiden Seiten her in die Anlage eingeschleift wurden, die direkt auf der Trasse lag. Neben den beiden nach Koblenz führenden Stromkreisen der Nord-Süd-Leitung wurden auch zwei zweikreisige, für 220 kV ausgelegte Leitungen zum Goldenbergwerk errichtet. Eine weitere Dopplleitung führte zum Kraftwerk Fortuna, und zwei über den Rhein in Richtung Leverkusen.
Zweite Ausbaustufe (1929) Die 220-kV-Anlage sowie sämtliche Gebäude für die Hauptschaltleitung wurden im Folgejahr fertiggestellt. Entworfen wurde es wie auch die anderen sechs 220-kV-Umspannwerke zwischen Brauweiler und Bludenz nach einem einheitlichen Schaltungsschema.T. Horstmann, K. Kleinekorte: Strom für Europa – 75 Jahre RWE-Hauptschaltleitung Brauweiler 1928–2003. Klartext-Verlag, Essen 2003, S. 37 Sämtliche elektrische Komponenten bauten die Siemens-Schuckertwerke in Berlin, von dort aus wurden die Bauteile mit der Bahn nach Brauweiler transportiert. Am 12. Oktober 1929 wurden sowohl die Umspannanlage als auch die Hauptschaltleitung in Betrieb genommen. Es handelte sich zum damaligen Zeitpunkt um die größte Umspannanlage der Welt. Sie umfasste Stand 1930:T. Horstmann, K. Kleinekorte: Strom für Europa – 75 Jahre RWE-Hauptschaltleitung Brauweiler 1928–2003. Klartext-Verlag, Essen 2003, S. 38ff 40 Hektar Grundfläche (400 m × 1000 m) 5 Sammelschienen für 220 kV und 3 Sammelschienen für 10 kV, jeweils 300 m lang, zusätzlich eine um die Anlage herumführende Sammelschiene 13 Schaltfelder für 220 kV, 6 abgehende 220-kV-Kreise 40 Schaltfelder für 110 kV, 19 abgehende 110-kV-Kreise Zwischen der 220-kV- und der 110-kV-Ebene spannten zwei 9 m hohe und 180 t schwere Leistungstransformatoren mit 60.000 kVA Scheinleistung um. Eine Tertiärwicklung mit 18.000 kVA Scheinleistung spannte auf 10 kV auf der Unterspannungsseite um, die für die Drosselspulen und den Eigenbedarf der Anlage vorgesehen waren. 1932 wurde ein dritter Reservetransformator mit 10.000 kVA Scheinleistung installiert. Zur unabhängigen Regelung der 110-kV-Seite wurden zusätzlich zwei 10.000-kVA-Regeltransformatoren eingerichtet, dies geschah neben Brauweiler auch im Umspannwerk Bludenz am südlichen Ende der Leitung. Aufgrund der enormen Gesamtlänge des Verbundsystems mit fast 700 km waren in Brauweiler, wie in allen anderen Umspannwerken, zwei Drosselspulen zur Blindleistungskompensation im Einsatz. Zur Abschaltung einzelner Stromkreise bestanden zehn 220-kV-Ölschalter.
Der 220-kV-Betrieb reichte etappenweise zunächst bis Kelsterbach, dann bis Rheinau und schließlich bis Hoheneck. Im Januar 1930 wurde die „Nordleitung“ über Wesel zum Nike-Kraftwerk Ibbenbüren in Betrieb gesetzt, ein 220-kV-Leitungsring von dort über Osnabrück, Paderborn und das Pumpspeicherwerk Herdecke zurück nach Brauweiler wurde in den folgenden Jahren geschlossen. Am 17. April 1930 wurde nach Fertigstellung der südlichen Teilstücke der Verbundbetrieb auf der Nord-Süd-Leitung zwischen Hoheneck und Bludenz auf voller Länge aufgenommen. Das von Brauweiler aus gesteuerte Verbundsystem umfasste zu diesem Zeitpunkt 4300 km an Drehstromleitungen, 49 Umspannwerke (davon 12 mit einer 220-kV-Schaltanlage) und 1140 MW Gesamtleistung an Kraftwerken.T. Horstmann, K. Kleinekorte: Strom für Europa – 75 Jahre RWE-Hauptschaltleitung Brauweiler 1928–2003. Klartext-Verlag, Essen 2003, S. 35