春城號電動列車
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春城號電動列車是中國鐵路的電動列車車型之一,由長春客車廠、株洲電力機車研究所和昆明鐵路局於1999年聯合研製成功。春城號電動列車是為迎接1999年昆明世界園藝博覽會而開發製造,也是中國大陸首列投入商業運行的電動列車,採用交—直流電傳動,最高運行速度為120公里/小時。
春城號(KDZ1A) | |
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概覽 | |
類型 | 電動列車 |
原產國 | 中國 |
製造 | 長春客車廠 株洲電力機車研究所 |
產量 | 1組 |
車輛總數 | 中間車4輛、頭車3輛 |
製造年份 | 1999年 |
主要用戶 | |
技術數據 | |
列車編組 | 6節(3M3T) |
編組長度 | 159m |
車輛長度 | 頭車:25,770 mm 中間車:25,500mm |
車體闊度 | 3,105mm |
車體高度 | 4,134mm |
編組重量 | 380t |
軸重 | ≤18t |
軌距 | 1,435mm |
轉向架 | CW-200 |
車輛載客量 | 頭車:64人 中間車:116人 |
編組載客量 | 608人 |
營運速度 | 120km/h |
設計最高速度 | 120km/h |
試驗速度 | 127km/h |
供電制式 | AC 25kV 50Hz |
傳動方式 | 交—直流電 |
牽引電動機 | DS-112A × 12 |
摩打功率 | 180 kW |
牽引功率 | 2,160 kW |
傳動比 | 91:19 |
控制裝置 | 閘流體四段橋相控調壓 |
1988年,長春客車廠成功研製了一列4節編組的KDZ1型動力分散式電動列車,採用交—直流電傳動,最高速度可達140公里/小時,但因運用條件不成熟等原因而未能投入運用。至1990年代末,隨着中國成功申辦1999年昆明世界園藝博覽會,為滿足博覽會舉辦期間遊客往來昆明周邊旅遊城市的短途運輸需求,昆明鐵路局決定投資1680萬元人民幣引進一列短編組的電動列車[1],並於1998年8月7日與長春客車廠、株洲電力機車研究所簽訂了新型電列車組的技術協議。新型電動列車定型為KDZ1A型,表示是在KDZ1型電動列車基礎上發展而來的改進產品,並被命名為「春城號」;列車由長春客車廠負責總體設計,株洲電力機車研究所負責電力傳動系統設計[2]。
1999年3月,春城號電動列車在長春出廠,完成測試後隨即赴北京環形鐵道試驗基地進行各項試驗,最高試驗速度達到132公里/小時;同年4月11日,春城號列車完成各種電氣和動力學性能試驗後,在北京環形鐵道宣佈研製成功並舉行發佈會,並配屬昆明鐵路局。
1999年4月16日,春城號電動列車在博覽會開幕前夕,於昆明站舉行首發剪綵儀式,開行了昆明至石林的K439/440次旅客列車,因此又稱「石林號」列車[3],並成為中國大陸首列投入商業運行的電動列車,也是中國西南地區第一列流線型電列車組,因此在當時吸引了眾多新聞媒體的爭相報道。由於春城號電動列車由開始設計到投入運行僅僅用了8個多月的時間,期間試驗時間較短,導致列車投入服務後初期尤其輔助電源系統、傳動系統、風源系統等方面發生了較多故障,經過一段時間進行改進之後狀態才漸趨穩定[2]。
在昆明世界園藝博覽會舉辦期間,受惠於旅遊客流增長,「石林號」列車趟趟爆滿;但在博覽會結束之後,列車客流受到旅行社和公路客運競爭影響而每況愈下,每趟列車經常只有三四十名旅客乘坐。2003年5月6日,曾經在南昆鐵路上風光一時的「石林號」列車因客流不景氣被迫中止營運[4],此後春城號電動列車改為擔當昆明至宣威的旅客列車。2006年初,春城號又改為擔當昆明至楚雄的5651/2/3/4次普通旅客列車,經由成昆鐵路、廣大鐵路運行,由於廣大鐵路未電氣化,因此春城號列車在廣通至楚雄間由東風4B型柴油機車牽引運行。
2007年4月,滬昆鐵路沾昆複線建成通車,為了充分利用複線鐵路大通道功能,昆明鐵路局增加了管內滬昆線列車開行對數。2007年6月1日起,開通了昆明至曲靖間城際列車,由春城號電動列車擔當,每天開行T901/2次和T903/4次兩對城際列車,從昆明至曲靖需106分鐘[5];但由於受到滬昆鐵路的供電系統中性區設置的限制,春城號電動列車編組縮減至4節(2個動力單元、2個集電弓),列車載客量減少至372人[6]。2007年8月,春城號列車的電路系統進行了改造後,恢復以6節編組運行。
2009年,春城號電動列車開始被封存於廣通機務段,而另一節備用頭車被封存於昆明機務段。
春城號電動列車為6節編組,由2輛帶司機室的頭車、3輛中間動力車卡、1輛中間拖車組成,其中包括4輛硬座車、2輛軟座車。列車由三個獨立動力單元組成,每一動一拖組成一個電氣獨立單元,司機可在任一司機室對全列車進行操縱,牽引總功率為2160千瓦。頭車和中間拖車的車頂裝有集電弓、主斷路器、避雷器等,車底裝有主變壓器、主整流器、輔助變流器等設備;中間動力車卡車底裝有平波電抗器櫃、輔助變流器櫃等設備,每個車軸均為動軸及裝有牽引電動機,車頂並設有自通風電阻制動櫃[7]。而經過改造後,取消了第二動力單元的集電弓並增加了連接各車廂的25千伏高壓連接線,三個動力單元共用一個集電弓,使列車運行時僅需要一個集電弓即可滿足需要。
車廂採用無中粱輕型車體鋼結構,各車廂之間採用15號小間隙連結器連接,車頭外觀採用流線型設計,車體下部兩側並設有裙板。列車總定員為600人,其中軟座車採用「2+2」座席佈置,每輛定員為64人;硬座車採用「2+3」座席佈置,每輛定員為116人。列車採用日本NABCO模擬制動機,實現空電聯合制動;廁所採用真空廁所;車門採用氣動塞拉門[7]。
春城號電動列車總重381噸,其中動力車卡軸重小於等於18噸。[8]
車廂號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
---|---|---|---|---|---|---|
車型 | RZ25DT | YZ25DD | YZ25DT | YZ25DD | YZ25DD | RZ25DT |
種類 | 軟座車 | 硬座車 | 硬座車 | 硬座車 | 硬座車 | 軟座車 |
動力配置 | 〇〇 〇〇 拖車 |
●● ●● 動力車卡 |
〇〇 〇〇 拖車 |
●● ●● 動力車卡 |
●● ●● 動力車卡 |
〇〇 〇〇 拖車 |
動力單元 | ① | ② | ③ | |||
定員 | 64 | 116 | 116 | 116 | 116 | 64 |
其他 | 設司機室、集電弓 | 設集電弓 | 設司機室、集電弓 |
春城號電動列車採用交—直流電傳動,電纜導線上的25千伏單相工頻交流電電流,經集電弓引入列車後經過主斷路器,經過高壓電纜進入車底的主變壓器,交流電經過主變壓器四個牽引線圈降壓後進入閘流體整流裝置,將交流電轉換成電壓可調的直流電,向同一單元內相鄰動力車卡的四台牽引電動機供電。主變壓器為殼式鐵心全密封變壓器,採用強迫導向油循環吹風冷卻。整流裝置採用閘流體經濟四段橋整流電路,實現相控平滑調壓,冷卻方式為強迫風冷。牽引電動機為DS-112A型四極串勵脈流牽引電動機,持續功率為180千瓦,持續速度75km/h,磁場削弱係數為90%[7][8]。
輔助系統電路採用分組整流、分散逆變的方式,全列車採用600伏直流電源集中供電,每節車廂底下裝有一台單—三相輔助變流器,將600伏直流電逆變為兩路380伏交流電源,可為空調、電熱、電茶爐以及微波爐等電器設備提供電源。
春城號電動列車所使用的微電腦控制系統是在韶山8型電力機車微電腦控制裝置基礎上研製的,每個動力單元設有一個微電腦控制櫃,在列車兩端司機操縱台上各裝有一個TFT彩色液晶顯示屏,微電腦系統用於對電傳動部分的控制,包括牽引和制動特性控制、防空轉和防滑行保護、列車供電控制、自動過分相及故障診斷顯示等功能。由於當時中國國內尚未有成熟的列車控制網絡技術,因此仿效了雙節重聯的韶山4B型電力機車,採用RS-485標準形成列車總線,各單元互相連成通訊網絡並交換資訊。而控制命令不經網絡,網絡通訊只傳送狀態數據,供顯示屏顯示。但由於韶山4B型機車的RS-485通訊總線連接在兩節相鄰的機車間,而在春城號列車組上通訊距離大幅延長,貫穿全列車,因而採取各種抗電磁干擾的措施[9]。
每節車廂裝用兩台二軸轉向架,採用長春客車廠研製的CW-200型無搖動台高速轉向架。CW-200型轉向架採用H型焊接構架、無磨耗轉臂式軸箱定位裝置;一系懸掛為軸箱捲簧加垂向油壓減震器,中央懸掛裝置採用空氣彈簧,車體與轉向架構架之間並設有橫向減震器、橫向緩衝器、抗側滾扭杆。動力車卡轉向架採用單元式踏面制動系統並設有停留軔機,拖車轉向架採用碟式軔機,兩者均設有電子防滑器。牽引電動機採用架承式全懸掛、單邊直齒傳動[10]。
春城號電動列車的其中一輛頭車(RZ25DT 110875)和一輛中間車(YZ25DD 345767),於2014年5月進入位於雲南省昆明市的雲南鐵路博物館保存展示。
列車編組 | 6節(3動3拖) |
---|---|
全列長度 | 159米 |
車廂長度 | 頭車:25,770 mm
中間車:25,500 mm |
車體寬度 | 3,105 mm |
車體高度 | 4,134 mm |
編組重量 | 380 t |
軸重 | ≤18 t |
軌距 | 1,435 mm |
轉向架 | CW-200 |
車廂定員 | 頭車:64人
中間車:116人 |
編組定員 | 608人 |
營運速度 | 120 km/h |
設計最高速度 | |
試驗速度 | 127 km/h |
起動加速度 | 0.33m/s2(0.828km/h/s) |
供電制式 | AC 25kV 50Hz |
傳動方式 | 交—直流電 |
牽引電動機 | DS-112A × 12 |
摩打功率 | 180 kW |
牽引功率 | 2,160 kW |
傳動比 | 91:19 |
控制裝置 | 閘流體四段橋相控調壓 |
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