Umspannwerk Kelsterbach

Das Umspannwerk Kelsterbach (auch Umspannanlage Kelsterbach oder Station Kelsterbach genannt) ist eine Umspann- und Schaltanlage im deutschen Bundesland Hessen. Sie umfasst die Spannungsebenen 380 und 110 kV und ist damit Bestandteil des deutschen Höchstspannungsnetzes. Betrieben wird sie vom Übertragungsnetzbetreiber Amprion und dem Verteilnetzbetreiber Syna. Die Anlage dient, neben ihrer Funktion als Kuppelstelle beider Netzbetreiber, auch der Versorgung von Anlagen des nahegelegenen Flughafens Frankfurt. Aufgrund der beengten Platzverhältnisse handelt es sich in Teilen um eine Gasisolierte Schaltanlage mit reiner Erdkabeleinspeisung. Eine Besonderheit ist die zur Anlage führende gasisolierte 380-kV-Kabelleitung.

Umspannwerk Kelsterbach
380-/110-kV-Transformatoren des Umspannwerks
Daten
Ort	Kelsterbach
Bauherr	Rheinisch-Westfälisches Elektrizitätswerk
Baujahr	1926, 2007
Koordinaten	50° 2′ 52,6″ N, 8° 31′ 54,1″ O50.047958.53169
Umspannwerk Kelsterbach (Hessen)
Besonderheiten
Bis 2009 Freiluftanlage 220/110 kV Neubau als teilweise gasisolierte Schaltanlage (GIS) zuführende 380-KV-Kabel als gasisolierte Leitung (GIL) ausgeführt

Die erste am Standort gebaute Umspannanlage wurde 1926 durch das RWE in Betrieb genommen und diente der Anbindung der Main-Kraftwerke ans Verbundsystem der Nord-Süd-Leitung. Im Laufe der Zeit entwickelte sie sich zur zentralen Stromdrehscheibe im Rhein-Main-Gebiet und verfügte über Verbindungen mit dem Bayernwerk, der HEAG und den Kraftwerken Mainz-Wiesbaden. Im Zuge dessen konnte 1928 erstmals ein Verbundbetrieb zwischen süddeutscher Wasserkraft und rheinischer Kohlekraft aufgebaut werden. Daneben diente sie als wichtiger Netzknoten für das 220-kV-Leitungsnetz des RWE.

Wegen ihrer Lage auf dem Gelände der neuen Landebahn Nordwest musste die alte Anlage stillgelegt werden und wurde in den Jahren 2007 bis 2009 durch eine kompakte 380-/110-kV-Schaltanlage ersetzt. Zusammen mit dem Neubau wurde auch das Höchstspannungsnetz im Rhein-Main-Gebiet in großen Teilen umstrukturiert und der Ausbau der 380-kV-Ebene vorangetrieben.

Lage

Das Umspannwerk befindet sich auf dem Stadtgebiet von Kelsterbach im hessischen Kreis Groß-Gerau. Das Stadtzentrum von Frankfurt am Main liegt etwa 13 km nordöstlich, Wiesbaden 21 km nordwestlich, Mainz 19 km südwestlich und Darmstadt 21 km südöstlich. Unmittelbar an die Anlage grenzt die 2011 in Betrieb genommene Landebahn Nordwest des Frankfurter Flughafens, deren Umzäunung auch gleichzeitig die südliche Abgrenzung der Anlagenfläche darstellt. Der Anlagenstandort selbst befindet sich in einem teilweise gerodeten Waldgebiet mit dem nordwestlich benachbarten Staudenweiher. Eine Zuwegung besteht über die Kelsterbacher Straße „Am Südpark“.

Aufgrund der Höhenbeschränkungen infolge der Lage unmittelbar an einer Landebahn sind alle zulaufenden 380- und 110-kV-Leitungen als Erdkabel verlegt. Die Kabelübergabestation für die beiden zugeführten 380-kV-Stromkreise befindet sich etwa 900 m nordwestlich der Anlage. Weitere Erdkabeleinspeisungen bestehen benachbart zur Kabelübergabestation, an der BAB 3 südlich der Landebahn und nordöstlich des Umspannwerks selbst.

Seit dem Jahr 2023 befindet auf Kelsterbacher Stadtgebiet eine zweite 380-/110-kV-Anlage, bei der es sich ebenfalls um eine gasisolierte Innenraumanlage handelt. Diese ist allerdings Teil des Leitungsbauprojekts „Kriftel – Farbwerke Höchst Süd“ und trägt die Bezeichnung Umspannwerk Schwanheim, hängt mit dem Umspannwerk Kelsterbach daher nicht direkt zusammen.

Altes Umspannwerk (1926–2007)

Blick auf das alte Umspannwerk vor dem Bau der Landebahn Nordwest (2006)

Die Errichtung des Umspannwerks stand im Zusammenhang mit dem Verbundnetzprojekt des RWE, die rheinischen Kohlekraftwerke mit süddeutschen Kraftwerken und Pumpspeicherwerken in den Alpen und im Südschwarzwald zu verbinden. Seit 1923 befand sich das RWE im Besitz der Aktienmehrheit der einstigen Muttergesellschaft Elektrizitäts-AG vormals W. Lahmeyer & Co. und damit seiner zahlreichen Tochterunternehmen. Eines von diesen waren 1910 gegründeten die Main-Kraftwerke, die seit 1911 ein Kraftwerk im Höchst am Main betrieben. Anfang der 1920er Jahre wurde von hier aus bereits ein großer Teil des preußischen Regierungsbezirks Wiesbaden mit elektrischer Energie versorgt. Nachdem sich ab 1924 die Tochtergesellschaft Großkraftwerk Württemberg AG am Ausbau der Wasserkraft in Vorarlberg beteiligte, wurde der Bau der 220-kV-Verbundleitung noch im selben Jahr aufgenommen.

Zur Einbindung des Netzes der Main-Kraftwerke an das Verbundsystem des RWE entstand ab 1924 das Umspannwerk in Kelsterbach. Zeitgleich schlossen die Main-Kraftwerke einen Stromlieferungsvertrag über den Bezug von 10.000 kW elektrischer Energie mit dem Bayernwerk ab. Im Zuge dessen bauten sie eine Leitung vom Kraftwerk Höchst über das künftige Umspannwerk Kelsterbach zum Kraftwerk Dettingen mit einer Stichleitung zum Umspannwerk der HEAG in Darmstadt, die auch als Reserveverbindung diente. Ende 1925 vermeldete der RWE-Geschäftsbericht 1925/26 den Baufortschritt der Leitung zwischen Neuenahr und Kelsterbach: „Am Schluß dieses Geschäftsjahres standen die Masten für diese Leitung bis zum Main und es war mit der Beseilung mit einem Hohlseil von 42 mm Durchmesser in drei Teilabschnitten begonnen“. Bis zum Umspannwerk Mannheim-Rheinau wurde die Leitung durch das RWE selbst errichtet und zusammen mit den Umspannwerken 1926 fertiggestellt.

Verzögert wurde der Bau durch die Weigerung des preußischen Staates, Grundstücke für den Bau der Leitung südlich des Mains zu enteignen. Grund hierfür war die Befürchtung, die Stadt Frankfurt am Main könnte einen Stromlieferungsvertrag mit dem RWE über einen Bezug elektrischer Energie aus ihrem Verbundsystem abschließen, anstatt wie ursprünglich vorgesehen mit der staatlichen Gewerkschaft Großkraftwerk Main-Weser AG. Daher schloss das RWE Verträge mit dem hessischen Staat und der HEAG, durch dessen Versorgungsgebiet die Leitung im Anschluss weiter nach Süden führen sollte, ab und ermöglichte so den Weiterbau.

Wie die anderen 220-kV-Umspannwerke wurde Kelsterbach nach einem einheitlichen Schaltungsschema, das das RWE entwarf, ausgeführt. Die nötigen Großkomponenten lieferten die Siemens-Schuckertwerke. Für die Umspannung von 110 auf 220 kV (anfangs noch teilweise 50-kV-Betrieb) wurden zwei 60.000-kVA-Transformatoren installiert. Der Flächenverbrauch der Freiluftanlage betrug etwa 10 Hektar. Mit der testweisen Inbetriebnahme des ersten Leitungsabschnitts von Neuenahr bis Rheinau wurde 1926 über das Umspannwerk Kelsterbach erstmals ein Verbundbetrieb zwischen rheinischer Kohle- und bayerischer Wasserkraft hergestellt. Die Umstellung auf 220 kV folgte mit Inbetriebnahme der Hauptschaltleitung und Umspannanlage Brauweiler am 12. Oktober 1929, die vollständige Inbetriebnahme bis Bludenz am 17. April 1930.

Spätere Ereignisse

Der Streit um die Liefergebiete von RWE und dem preußischen Staat, der seine Energieversorger 1927 in der Preußischen Elektrizitäts AG (PREAG) zusammenfasste, wurde im Frühsommer 1927 mit dem Ersten Elektrofrieden beigelegt. Dabei wurden die Liefergebiete von RWE und PREAG voneinander abgegrenzt. Weitere Demarkationsverträge mit anderen Energieversorgungsunternehmen folgten. Dies hatte zur Folge, dass das RWE über das Umspannwerk Kelsterbach und die Main-Kraftwerke das seit der Eingemeindung von Höchst und umliegenden Gemeinden 1928 zu Frankfurt gehörendes Gebiet versorgten, der größte Teil des Frankfurter Stadtgebiets aber zum Konzessionsgebiet der PREAG gehörte. Ein Energieaustausch zwischen RWE und PREAG war anfangs über Kelsterbach und Dettingen möglich, später entstand von Kelsterbach eine Doppelleitung zum Umspannwerk Oberursel, das seit 1926 aufgrund eines Liefervertrags mit dem Überlandwerk Oberhessen über 4.000 kW elektrischer Leistung aus dem Kraftwerk Wölfersheim mit dem 110-kV-System der PREAG verbunden war.

In den 1930er Jahren baute das RWE eine zweite Nord-Süd-Verbindung, die vom Koepchenwerk über das Umspannwerke Kelsterbach nach Hoheneck und später bis nach Tiengen führte. Eine weitere 220-kV-Leitung, die allerdings nie mit dieser Spannung betrieben wurde, entstand 1942 zur Versorgung der als kriegswichtig erachteten Firma Opel in Rüsselsheim mit Verbindung zum Netz der Kraftwerke Mainz-Wiesbaden.

Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde Bayern infolge von Demontagen an der mitteldeutschen Verbundleitung (Reichssammelschiene) durch die sowjetische Militäradministration vom gesamtdeutschen 220-kV-Verbundnetz abgeschnitten. Daher errichtete das Bayernwerk in Kooperation mit der PREAG eine Verbindung von Ludersheim nach Aschaffenburg, von wo aus sich zwei Teilstücke nach Borken und Kelsterbach fortführten. Infolge von Materialmangel der Nachkriegszeit zog sich die Fertigstellung dieser Leitung um einige Jahre. Am 12. Dezember 1949 wurde die Leitung mit einem Stromkreis Ludersheim–Kelsterbach durch die Vorstände des RWE, der PREAG und des Bayernwerks feierlich in Betrieb genommen.

Schon 1939 forderte die Luftwaffe die Umverlegung der von Kelsterbach nach Süden führenden Freileitungen, um den Flugbetrieb auf dem 1936 als „Flug- und Luftschiffhafen Rhein-Main“ errichteten Frankfurter Flughafens nicht zu beeinträchtigen. Unter dem Kommando der US-amerikanischen Militärregierung, die den Flughafen im März 1945 einnahm, wurden Start- und Landebahn auf 1.800 m Länge nach Westen hin ausgebaut, da das Gelände im Osten unmittelbar an die Reichsautobahn Frankfurt–Darmstadt grenzte. Aufgrund von Materialmangel konnte die Umverlegung der Leitungen wieder nicht durchgeführt werden. Beim Bau der von Aschaffenburg kommenden Leitung kam es erstmals zur Umverlegung einer bestehenden Freileitung aus dem Trassenband heraus. Hierfür baute man 5 km weiter westlich eine neue 220-kV-Leitung, die anschließend entlang der vorbereiteten Trasse für die Reichsautobahn Frankfurt–Nürnberg (heutige BAB 3) wieder nach Osten zum Umspannwerk führt. Auf diese Trasse verlegte man die Kreise der westlichsten Leitung der bisherigen Trasse. Die neue Leitung wurde gleichzeitig auf die frei gewordene 220-kV-Leitung der bisherigen Trasse gelegt. Die Wiedererlangung der Lufthoheit durch die Bundesrepublik Deutschland führte zu einer Zunahme des zivilen Flugverkehrs. Schließlich führte das RWE 1956 die notwendige Verlegung aller restlichen Leitungen aus dem Trassenband heraus nach Westen durch. Entlang der neuen westlichen Trasse wurde eine 190 m breite Schneise gerodet und die drei Freileitungen parallel zur vierten verlegt. Mit dem Bau der Startbahn West in den 1980er Jahren mussten die Leitungen ein zweites Mal verlegt werden, diesmal nach Süden.

Ein Kurzschluss am 13. April 1976 in der Anlage verursachte einen Zusammenbruch des Stromnetzes bis nach Österreich.

Die Stromerzeugung im Kraftwerk Höchst wurde 1999 und im Kraftwerk Dettingen 2001 beendet, womit in Kelsterbach keine direkte Einspeisung aus Kraftwerken mehr stattfand. Im Juni 2001 schlossen sich die Main-Kraftwerke mit weiteren süddeutschen Energieversorgungsunternehmen zur Süwag zusammen. Von Mai 2001 bis November 2002 wurde das Umspannwerk auf ferngesteuerte Leittechnik umgerüstet.

Nicht ausgeführte Planungen

Planungen der PreussenElektra sahen eine 220-kV-Nord-Süd-Schiene vor, die von Hamburg über Hannover und Kassel bis nach Kelsterbach führen sollte. Verwirklicht wurde bis 1929 allerdings nur ein Teilstück vom Edersee (Pumpspeicherkraftwerk Waldeck) über das Kraftwerk Borken zum Umspannwerk Lehrte bei Hannover als 220-kV-Leitung Lehrte–Borken.

Freileitungen (Stand 2000)

Folgende Freileitungen wurden zum Zeitpunkt der größten Ausdehnung der Anlage in das Umspannwerk eingebunden:

Netzbetreiber	Spannung	Name des Stromkreises	Trassenbezeichnung	Zielort/-station	Baujahr	Himmels- richtung	Bemerkungen
	220 kV	220 kV Marxheim West	Bl. 4503 Koblenz – Kelsterbach	Marxheim	1926	Nord
		220 kV Marxheim Ost		Neuwied → Weißenthurm
		220 kV Taunus West	Bl. 2319 Kopechenwerk – Kelsterbach	Limburg	1935
		220 kV Taunus Ost		Limburg
		220 kV Schwanheim West	Bl. 2373 Kelsterbach – FW Höchst Ost	Farbwerke Höchst Süd	1950er
		220 kV Schwanheim Ost		Farbwerke Höchst Süd
		220 kV Pfungstadt West	Bl. 4504 Kelsterbach – Pkt. Heppenheim	Pfungstadt	1926	Süd	Trassenumlegung 1949
		220 kV Pfungstadt Ost		Urberach → Pfungstadt
		220 kV	Bl. 2330 Kelsterbach – Pkt. Schönbrunn	Urberach	1936		Trassenumlegung 1956
		220 kV		Urberach
		220 kV	Bl. 2337 Kelsterbach – Landesgrenze (Aschaffenburg)	Urberach	1949		Trassenumlegung 1956
Main-Kraftwerke	110 kV	110 kV Nidda West	Bl. 0105 Kelsterbach – Oberursel	Farbwerke Höchst West	1928	Nord
		110 kV Nidda Ost		Farbwerke Höchst West → Niederhöchstadt
		110 kV Höchst West	Bl. 3018 Höchst – Kelsterbach	Höchst	1924
		110 kV Höchst Ost		Höchst
		110 kV Liederbach West	Bl. 2329 Kelsterbach – Rüsselsheim/Opel	Hornau		Süd
		110 kV Rüsselsheim Nord		Flörsheim → Wiesbaden Ost → Marxheim Rüsselsheim/Opel			Masten und Isolatoren dimensioniert für 220 kV
		110 kV Rüsselsheim Süd		Flörsheim → Rüsselsheim/Opel			Masten und Isolatoren dimensioniert für 220 kV
		110 kV Marxheim Süd		Marxheim
		110 kV		Mönchhof
		110 kV		Mönchhof
		110 kV Brunnenschneise	Bl. 0108 Kelsterbach – Dettingen	Walldorf → Mörfelden → Weiterstadt → Darmstadt	1924
		110 kV Messel Nord		Walldorf → Mörfelden → Langen → Urberach
		Kabel Flughafen Mitte		Flughafen Mitte	1972	Süd	Erdkabel
		Kabel Flughafen West		Flughafen West	1979		Erdkabel

Neues Umspannwerk (seit 2007)

Aufgrund des absehbaren Baus der Landebahn Nordwest und einer ohnehin vorgesehenen Neuordnung des Netzkonzepts im Großraum Frankfurt plante das RWE schon Anfang der 2000er Jahre den Ersatz des alten Umspannwerks. Langfristig soll die bisher angewendete 220-kV-Spannungsebene durch 380-kV-Leitungen mit höherer Übertragungskapazität ersetzt werden. Im Januar 2005 begannen die Bauarbeiten für die neue Schaltanlage. Eine vorausgegangene Maßnahme für die Netzumstrukturierung im Raum Frankfurt war die Inbetriebnahme des 380-kV-Umspannwerks Kriftel im Jahr 2004 mitsamt neuer 380-kV-Verbindungen nach Bischofsheim bzw. Urberach. Baulich fertiggestellt wurde die neue 380-kV-Anlage im August 2006. Ab Februar 2007 konnte die Anlage mit dem Anschluss der Erdkabel schrittweise zunächst auf der 110-kV-Ebene in Betrieb genommen werden.

Zur Anbindung an das Leitungsnetz wurde als Pilotprojekt eine 960 m lange gasisolierte Rohrleitung verlegt. Es handelt sich hierbei um die erste kommerziell genutzte gasisolierte Höchstspannungsleitung der Welt und die größte derartige Anlage in ganz Europa. Die Baukosten wurden mit 7 Millionen Euro beziffert. Baubeginn für die gasisolierte Leitung war der 15. Juni 2009. Jedes der beiden Drehstromsysteme hat dabei eine maximale Übertragungsleistung von 1.800 MVA. Als Fortsetzung der Kabelstrecke wurde eine neue 380-kV-Doppelfreileitung in der Trasse der alten Nord-Süd-Leitung zur Leitungsverzweigung bei Marxheim errichtet. Ihre Masten sind wegen der Nähe zum Flughafen mit rot-weißem Warnanstrich und Befeuerung versehen. Leitung und Schaltanlage auf 380-kV-Ebene gingen im Frühjahr 2010 in den Regelbetrieb.

Parallel zur Inbetriebnahme des neuen Umspannwerks wurde die alte Anlage schrittweise vom Netz genommen und bis Anfang 2009 abgerissen. Damit einhergehend wurden neun Kilometer 220-kV- und rund 20 Kilometer 110-kV-Erdkabel verlegt und rund 20 Kilometer alte Freileitungstrassen demontiert. Die verbliebenen 220-kV-Stromkreise schließen heute nicht mehr an die Anlage an, sondern wurden als Erdkabel von Urberach nach Höchst durchgebunden.

Das neue Kelsterbacher Umspannwerk wird heute nicht mehr durch das RWE direkt betrieben: Zum 1. September 2009 wurde der Netzbetrieb von der RWE Transportnetz Strom auf die neu gegründete RWE-Tochtergesellschaft Amprion übertragen, diese wiederum im September 2011 von der RWE veräußert.

• 
  Endmasten mit Übergang in Erdkabel nördlich der A 3
• 
  Überführung der 380-kV-Stromkreise in gasisolierte Rohrleitung
• 
  Endmast für zwei 220-kV-Stromkreise. Diese enden heute nicht mehr im Umspannwerk, sondern führen als Erdkabel an ihm vorbei
• 
  Erdverkabelte 110-kV-Leitung und in Betrieb befindliche Landebahn Nordwest

Betrieb

Technischer Aufbau

Bei der Anlage handelt es sich um eine Kombination aus kompakter 380-/110-Umspannanlage mit gasisolierter 110-kV-Schaltanlage. Sie verfügt über zwei von ABB gefertigte Transformatoren, die ohne Sammelschienen direkt an die abgehenden 380-kV-Stromkreise angeschlossen sind. Diese werden mit einem Spannfeld über zwei Abspannportale geführt und verlaufen anschließend als Erdkabel in einer gasisolierten Rohrleitung weiter. Diese Leitung umfasst sechs separate Rohre, je drei pro System, und ist 960 m lang.

Die 110-kV-Schaltanlage ist als gasisolierte Schaltanlage (GIS) in gekapselter Bauform ausgeführt, da von ihr zahlreiche Stromkreise abgehen und der Platz für eine Freiluftanlage zu beengt wäre. Dabei werden die elektrischen Komponenten nicht, wie bei einer Freiluftschaltanlage, durch die umgebende Luft, sondern durch Schwefelhexafluorid (SF₆) in Rohrleitern isoliert. Vorteil dieser Ausführung ist eine kompakte Ausführung – die Fläche der heutigen Anlage als GIS beträgt nur noch rund Zehntel im Vergleich zu der früheren Freiluftschaltanlage.

• 
  380-/110-kV-Transformatoren
• 
  110-/20-kV-Transformatoren
• 
  Kabeleinführung für 380 kV
• 
  380-kV-Abspannmast und 110-kV-Endmasten

Angebundene Stromkreise

Folgende Leitungsverbindungen sind an das Umspannwerk Kelsterbach angeschlossen:

Netzbetreiber	Spannung	Name des Stromkreises	Trassenbezeichnung	Zielort/-station	Baujahr	Himmels- richtung	Bemerkungen
	380 kV	380 kV Trebur Nord	Bl. 4503 Koblenz – Kelsterbach	Kriftel	2009	West	1926 als 220-kV-Leitung gebaut, Umbau auf 380 in selber Trasse
		380 kV Kelsterbach Nord		Bischofsheim
	110 kV	110 kV Brunnenschneise	Bl. 0108 Kelsterbach – Dettingen	Walldorf → Mörfelden → Langen → Urberach	1924	Süd	Bis 2009 Verlauf Walldorf → Mörfelden → Weiterstadt → Darmstadt
		110 kV Messel Nord		Walldorf → Mörfelden → Langen → Urberach
		110 kV Kriftel Nord	Bl. 2329 Kelsterbach – Rüsselsheim/Opel	Farbwerke Höchst West → Kriftel		West
		110 kV Rüsselsheim Nord		Flörsheim → Rüsselsheim/Opel			Masten und Isolatoren dimensioniert für 220 kV
		110 kV Rüsselsheim Süd		Flörsheim → Rüsselsheim/Opel			Masten und Isolatoren dimensioniert für 220 kV
		110 kV Kriftel Süd		Marxheim → Kriftel
		110 kV Höchst West	Bl. 3018 Höchst – Kelsterbach	Höchst	1924	Nordost
		110 kV Höchst Ost		Höchst
				Mönchhof		Süd	Erdkabel
				Mönchhof			Erdkabel
		Kabel Flughafen Mitte		Flughafen Mitte	1972		Erdkabel
		Kabel Flughafen West		Flughafen West	1979		Erdkabel

Unmittelbar an der Anlage vorbei führen als Erdkabel, um die Landebahn zu unterqueren, die Stromkreise Schwanheim West und Schwanheim Ost. Südlich vom Umspannwerk verlaufen sie auf zwei getrennten Leitungstrassen (2330 und 2337) in Richtung Urberach und nordwestlich auf einem gemeinsamen Gestänge in der Trasse nach Höchst (2337). Vor dem Umbau waren diese Stromkreise an das Umspannwerk angeschlossen.

Weblinks

Commons: Umspannwerk Kelsterbach – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien