Możliwości trakcyjne lokomotyw elektrycznych są większe, od tych, które są w stanie dać lokomotywy parowe czy też spalinowe. Koszty eksploatacyjne lokomotywy elektrycznej są niższe od kosztów, które pochłania eksploatacja lokomotywy parowej czy też spalinowej. Z tych względów coraz bardziej opłacalna jest elektryfikacja linii kolejowych. Przed przystąpieniem do elektryfikacji przeprowadzane są szczegółowe analizy i obliczenia mające na celu ustalenie kosztów, które pochłonie elektryfikacja.
Teoretycznie może się wydawać, że elektryfikacja linii oznacza tylko zawieszenie sieci trakcyjnej i budowę podstacji trakcyjnych. W praktyce sprawa elektryfikacji wiąże się także z przebudową istniejącej niezelektryfikowanej linii. Konieczne jest wzmocnienie torów, często podwyższenie tuneli, wiaduktów, modernizacja urządzeń sterowanie ruchem kolejowym. Te czynniki powodują, że koszty elektryfikacji są duże i tylko ich część przeznaczona jest na budowę sieci trakcyjnej i podstacji.
Po szczegółowych obliczeniach i analizach przystępuje się do wyboru systemu zasilania, a następnie do obliczeń układów zasilania i obliczeń sieci jezdnej. Na podstawie rozkładów jazdy można ustalić zapotrzebowanie na moc, można również obliczyć pobór prądu przez pojazd poprzez jazdę teoretyczną. Do obliczeń często trudnych wykorzystuje się komputery.
Podstawą do projektu podstacji trakcyjnej są obliczenia poboru mocy wykonane w ciągu doby oraz wartości mocy chwilowej i godzinnej. Na podstawie jednostkowego zużycia energii oraz rozmieszczenia pojazdów na odcinku oblicza się maksymalne spadki napięcia (dla prądu stałego nie mogą one przekraczać 30 %). Na podstawie spadków napięcia można obliczyć przekroje sieci oraz ustalić rozmieszczenie podstacji. Po szczegółowych analizach układu zasilania przystępuje się do projektu podstacji i doborze urządzeń przetwórczych. Na podstawie danych z katalogów oblicza się wartości prądów zwarcia i dobiera się urządzenia zabezpieczające, oblicza się także straty mocy.
Po obliczeniach układów zasilania przeprowadza się obliczenia sieci jezdnej. Początkowo ustala się typ sieci i pod tym kątem przeprowadza się obliczenia sieci. Ponieważ sieć trakcyjna wisi na otwartym terenie jest narażona na działanie wielu czynników uzależnionych od warunków klimatycznych, tj. mrozy, śniegi, upały, silne wiatry. W związku z tym należy przeprowadzić szczegółową analizę mającą na celu niezawodność przy współpracy z pantografem. Następnie sprawdza się elastyczność sieci, podatność na drgania, siły działające na konstrukcje wsporcze. Kolejnym etapem obliczeń jest ustalenie rozpływu prądów i ustalenie obciążenia sieci. Dąży się do tego, aby w sieci występowały jak najmniejsze spadki napięcia. Oblicza się także prądy zwarcia i na podstawie tego dobiera się urządzenia zabezpieczające. Bardzo często najważniejsze jest doświadczenie i wiedza człowieka.
