Ένα προστατευτικό ρελέ είναι μια συσκευή που ενεργοποιεί ή ανοίγει έναν διακόπτη κυκλώματος όταν ανιχνεύσει ένα σφάλμα. Παρακολουθεί ένα ηλεκτρικό κύκλωμα για ένα σύνολο παραμέτρων, όπως η τάση και ο χρόνος, και ενεργοποιεί τον διακόπτη κυκλώματος όταν ανιχνεύει συνθήκες υπερφόρτωσης. Οι παράμετροι ενός ρελέ προστασίας είναι επιλέξιμες, σε αντίθεση με ένα ρελέ μεταγωγής, στο οποίο οι παράμετροι είναι σταθερές.
Ένας διακόπτης κυκλώματος σε ένα κοινό κύκλωμα οικιακής χρήσης χρησιμοποιεί μια απλή διμεταλλική λωρίδα που λυγίζει καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία του. Αυτό αναγκάζει το κύκλωμα να σβήσει όταν φτάσει στη θερμοκρασία κατωφλίου. Οι βιομηχανικοί διακόπτες κυκλώματος, από την άλλη πλευρά, απαιτούν ένα προστατευτικό ρελέ για να δίνει σήμα στον διακόπτη κυκλώματος πότε πρέπει να ανοίξει. Αυτοί οι τύποι διακοπτών κυκλώματος έχουν ένα ηλεκτρομαγνητικό πηνίο που ονομάζεται πηνίο διακοπής που ανοίγει το κύκλωμα όταν ενεργοποιείται. Το προστατευτικό ρελέ ενεργοποιεί το πηνίο διακοπής εάν το κύκλωμα πληροί τις καθορισμένες συνθήκες υπερφόρτωσης.
Ο σχεδιασμός ενός προστατευτικού ρελέ μπορεί να είναι περίτεχνος. Τα κοινά εξαρτήματα ενός προστατευτικού ρελέ περιλαμβάνουν επαγωγικούς δίσκους, πηνία λειτουργίας, μαγνήτες σκιασμένων πόλων και χειριστές ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. Τα πρώτα προστατευτικά ρελέ ήταν καθαρά ηλεκτρομηχανικές συσκευές, αλλά τα σύγχρονα προστατευτικά ρελέ χρησιμοποιούν μικροεπεξεργαστές. Τα προστατευτικά ρελέ που βασίζονται σε μικροεπεξεργαστή είναι πιο ακριβή από τις ηλεκτρομηχανικές εκδόσεις και συνήθως εκτελούν πολλαπλές λειτουργίες.
Τα προστατευτικά ρελέ μπορούν να ανταποκριθούν σε διάφορες συνθήκες. Μια κατάσταση υπερβολικού ρεύματος εμφανίζεται όταν η τάση σε ένα κύκλωμα είναι πάνω από την επιθυμητή τάση. Ομοίως, μια κατάσταση υπέρτασης εμφανίζεται όταν η τάση του κυκλώματος είναι πάνω από το επιθυμητό επίπεδο. Οι συνθήκες υπερσυχνότητας και υποσυχνότητας είναι επίσης συνήθεις τύποι σφαλμάτων κυκλώματος. Ορισμένα προστατευτικά ρελέ μπορούν επίσης να εκτιμήσουν την απόσταση από το σφάλμα.
Ένα ρελέ υπερέντασης είναι ένας κοινός τύπος προστατευτικού ρελέ. Συνήθως συνδέεται με έναν μετασχηματιστή και βαθμονομείται στο επιθυμητό μέγιστο ρεύμα. Οι επαφές στο ρελέ λειτουργούν όταν το ρεύμα στο κύκλωμα υπερβαίνει αυτό το επίπεδο, διασπώντας έτσι το κύκλωμα.
Το ρελέ απόστασης είναι ένας γενικός τύπος προστατευτικού ρελέ που ανιχνεύει την απόσταση από το σφάλμα. Αυτός είναι ο πιο κοινός τύπος προστατευτικού ρελέ σε γραμμή μεταφοράς υψηλής τάσης. Ένα ρελέ απόστασης ανιχνεύει το ρεύμα και την τάση στο κύκλωμα. Η σύνθετη αντίσταση ανά μονάδα απόστασης στο κύκλωμα είναι μια γνωστή ποσότητα, η οποία επιτρέπει στον ηλεκτρονόμο απόστασης να υπολογίσει την απόσταση από το σφάλμα.