1998年初,根据中华人民共和国铁道部科技教育司《科教装【1998】06号》“关于下达SS9型客运电力机车设计任务书的通知”文件,以及铁道部科技研究开发项目合同的要求,中国铁路机车车辆工业总公司株洲电力机车厂、株洲电力机车研究所开始在韶山8型电力机车的基础上,研制一种用于牵引时速160公里/小时准高速旅客列车的干线客运用六轴电力机车,研制目的是加大机车功率、提高牵引力,以满足在较大坡度线路上的大编组旅客列车的提速需要。
1998年12月26日,首两台韶山9型电力机车(0001、0002)在株洲电力机车厂竣工。在机车各主要部件如主变压器、高压电器柜、低压电器柜、硅整流装置、微机控制装置等均分别完成了型式试验后,两台机车先后分别于1999年1月和3月赴郑州铁路局郑州机务南段进行运行考核。在运行考核期间,两台机车主要由京武快车队负责运用,承担京广铁路北京西至武昌(汉口)段的快速旅客列车长交路牵引任务。
至1999年7月底,两台机车共完成30万公里的运行考核。1999年7月31日至10月21日,两台机车在北京的中国铁道科学研究院环行铁道试验基地进行了整车型式试验,试验包括机车称重、受电弓、内部及外部过电压、功率因数、谐波、牵引性能和制动性能等方面的试验。
1999年11月1日至11月22日,韶山9型电力机车在郑州铁路局管内的京广铁路郑州至广水区间往返进行动力学评估试验,0001、0002号机车分别担任被试机车及陪试机车,期间机车最高试验速度达到190公里/小时。全部的型式试验工作于1999年12月结束,在2000年3月7日通过了铁道部科技成果鉴定。在完成动力学性能试验后,0001号机车于1999年12月至2000年5月间,在北京环行铁道进行的货物列车直线脱轨试验、秦沈客运专线通信信号设备、TMIS车载识别系统试验等多项部级科技试验项目中担任了牵引机车。1999年9月和2000年4月,该台机车又分别两次在陇海铁路郑州至天水区间担当了陇海线提速试验的牵引机车,其最高试验速度达到了150公里/小时。
为了尽快满足哈大铁路全线于2001年8月完成电气化改造后对客运电力机车的需求,株洲电力机车厂于2001年开始批量生产韶山9型电力机车,至2002年5月间共制造了43台(0001~0043),并全部交付沈阳铁路局沈阳机务段运用。直到2007年4月,为满足中国铁路第六次大提速的需要,部分早期型的韶山9型电力机车转配上海铁路局上海机务段,投入京沪铁路和沪昆铁路使用。这批早期生产的韶山9型机车均采用青绿色的车身涂装,中国的铁路爱好者对其昵称为“青蛙”。
2006年10月起,所有早期型韶山9型电力机车(不包括2004年被撞毁报废的0004号机车)由沈阳铁路局逐步调往北车太原机车车辆厂进行大修,其后于2007年4月重新分配予上海铁路局及沈阳铁路局,并加上北车“CNR”牌号。
韶山9型机车车体采用侧壁承载式全钢焊接结构,并对车体、变压器油箱、转向架及其他电气部件进行了轻量化设计,使其达到轴重21吨的要求。总体布置沿用双侧走廊、两端司机室,全车共分七个间隔室,中间为变压器室、然后向两侧依次为1、2端高压室,1、2端辅助室,1、2端司机室。主要电器设备以机车最重设备主变压器为中央,其他设备分平面斜对称布置为主,有利于重量平衡。两端司机室之后车顶各安装一台DSA-200型单臂式受电弓(早期使用TSG3-630/25型受电弓);车顶中部装一台主断路器。此外,机车头型设计突破了传统的以平面为主的多棱角外形设计,司机室正面为倾斜角达68.85°的倾斜平面,机车外形全部采用圆弧过渡。机车采用车体自然通风方式,冷风通过机车侧墙过滤器百叶窗进入车内。制动系统采用DK-1型电控空气制动机。早期的韶山9型机车是中国最后一款采“一正一/二副”司机值乘设计的机车,在韶山9改型中已改为可供单司机值乘。
韶山9型电力机车是六轴干线客运电力机车,是在韶山8型电力机车基础上研制的系列化产品,同时吸收了韶山6B型电力机车的经验,并克服了韶山8型技术上存在的问题,其高速动力学性能、牵引和制动性能均优于韶山8型机车,适用于长距离、长大坡道、大编组旅客列车的牵引需要。不同于韶山8型机车采用的Bo-Bo轴式(4轴),韶山9型机车采用Co-Co轴列式(6轴),轴重为21吨,比韶山8型机车的轴重轻7.1%。韶山9型机车的最高运行速度与韶山8型相同,均为170公里/小时,但韶山9型机车的持续功率为4800千瓦,起动加速时最大功率可达5400千瓦,持续牵引力为169千牛,电制动(轮周)功率为4000千瓦,分别比韶山8型机车的持续功率、持续牵引力和电制动功率高33.3%、34.1%、48.1%。韶山9型机车克服了韶山8型在长大坡道牵引大编组列车功率不足的缺陷,可牵引18节客车在16‰、14‰、12‰、10‰的长大坡道上,分别以84公里/小时、92公里/小时、96公里/小时、105公里/小时的速度匀速上坡,提高列车的平均运营速度。
机车采用旋转式劈相机为辅助电路供电,将主变压器辅助绕组供应单相交流电转换成三相交流电,车内许多设备如变压器、整流装置、牵引电动机、制动电阻柜等装置的通风冷却,以及空气压缩机的驱动均采用三相交流电动机,电压制式为380伏特三相交流电。而改进型机车的辅助供电电源参考了韶山7E型电力机车的方式,既可以选用静止式辅助变流器供电,也可以采用传统的劈相机系统供电;其中0044、0045号机车采用了辅助变流器,而从0046号机车开始又恢复采用劈相机。
主要技术参数:
华氏轮式 0-6-6-0
UIC轴式 Co'Co'
轮径 1,200毫米(半磨耗)
轴重 21吨
通过最小曲线半径 125米
机车长度 21,000毫米(车底架长度)
22,216毫米(车钩中心距)
机车宽度 3,100毫米
机车高度 4,132毫米(车顶受电弓座至轨面)
整备重量 126吨
受流电压单相交流 25 kV/50 Hz
传动方式 交—直流电
调速方式 晶闸管相位控制
驱动方式 六连杆轮对中空轴架悬驱动
牵引电动机 ZD115 × 6
最高速度 170公里/小时(营运)
190公里/小时
持续速度 99公里/小时
牵引功率 4,800千瓦(持续)
5,400千瓦(最大)
牵引力 286千牛(起动)
169千牛(持续)
2004年11月19日22时30分,哈尔滨南岗区。一列由佳木斯开往北京的K340次旅客列车与SS9-0004发生碰撞。机车受损严重并报废。随后0004号机车作为SS9G型机车再次生产。