À mesure que les réseaux électriques s'agrandissent et transportent davantage de puissance, la nécessité d'une déconnexion rapide et fiable en cas de défaut devient plus urgente. L'objectif des équipements de relais de protection est de détecter les états de défaut et de déclencher les disjoncteurs. Si un défaut n'est pas corrigé rapidement, des blessures corporelles et des dommages aux circuits et aux équipements peuvent survenir, avec des coûts directs et indirects importants. Alors que ces décisions doivent parfois être prises en quelques millisecondes, il est nécessaire d'isoler uniquement la partie défectueuse du réseau pour minimiser l'impact sur les clients.
L'évolution des relais peut être divisée en trois phases principales : la première étape est l'ère des relais électromécaniques, qui a débuté il y a plus de 100 ans. L'ère suivante a été celle des relais statiques ou électroniques (également connus sous le nom de relais à semi-conducteurs), qui ont été introduits dans les années 1960. L'ère actuelle des relais basés sur des microprocesseurs a commencé au début des années 1980, où le microprocesseur effectuait la logique, mais le filtrage était analogique et, à la fin des années 1980, le premier relais entièrement numérique a été introduit.
Les premiers relais de protection étaient des dispositifs électromagnétiques, reposant sur des bobines fonctionnant sur des pièces mobiles pour assurer la détection de conditions de fonctionnement anormales telles que la surintensité, la surtension, l'inversion du flux de puissance, la surfréquence et la sous-fréquence. Avec les technologies ultérieures, des fonctions de protection plus avancées ont été introduites, comme la protection de la distance et le contrôle de la synchronisation. Dans les relais modernes, plusieurs fonctions de protection peuvent être prises en charge par un seul dispositif. Ainsi, un terminal numérique peut remplacer jusqu'à cinq panneaux avec des relais électromécaniques ou deux panneaux avec des relais statiques.