Человечество по своей природе на протяжении всего исторического процесса развивается и занимается совершенствованием окружающего мира, окружающих предметов и процессов. Иными словами, человек пытается добиться решений разного рода задач наиболее эффективными способами. Под эффективностью понимается продуктивность использования ресурсов в достижении какой-либо цели, а также получение определенного результата с минимально возможными издержками при максимально возможном объеме выхода продукции или работы.
Железнодорожный (ж/д) транспорт так же, как и многое, созданное человеком, имеет историческую периодизацию, поскольку неизбежно претерпевал изменения, ориентируясь на технический прогресс. Изначально использовалась мускульная тяга человека или крупного рогатого скота для «железнодорожных» вагонеток в рудниках. Затем использовалась паровая тяга, обеспечивающая нужные мобильность и автономность.
Позже было предложено использовать жидкое топливо, которое сжигалось, но уже в тепловозах.
Тем не менее, тепловозная тяга, использующаяся по сегодняшний день и имеющая ряд недостатков, перестала удовлетворять часть современных потребностей человека, поэтому для повышения эффективности большого количества параметров было предложено электрифицировать железную дорогу. То есть использовать для тяги электрическую энергию — наиболее гибкий, удобный, быстро и легко транспортируемый вид энергии, способный довольно просто и с высоким коэффициентом полезного действия (КПД) преобразовываться в любой другой вид энергии.
Изначально, в соответствии с уровнем технического прогресса того времени, электрификация проводилась на постоянном токе «низкого» напряжения (1,5; 3,3 кВ), так как на локомотиве были установлены двигатели именно постоянного тока, электрические (технические) характеристики которых не допускали подачу питающего напряжения большего, чем 1,5 кВ.
Электрическая энергия доставляется к электроподвижному составу (ЭПС) посредством контактной сети (КС), контактная подвеска которой выполнена толстыми медными проводами, зачастую двойными. Такая расточительность вызвана тем, что передача необходимой мощности «низким» напряжением сопровождается протеканием в КС больших токов (порядка 1000 А), поэтому сечение проводов увеличивают для снижения активных потерь. Для подачи электроэнергии в КС используются тяговые подстанции (ТП) постоянного тока, которые понижают напряжение, приходящее из энергосистемы, выпрямляют его и подают в КС.