Relai pelindung adalah perangkat yang trip, atau membuka, pemutus sirkuit ketika mendeteksi kesalahan. Ini memonitor sirkuit listrik untuk satu set parameter, seperti tegangan dan waktu, dan pemutus sirkuit saat mendeteksi kondisi kelebihan beban. Parameter relai pelindung dapat dipilih, tidak seperti relai sakelar, di mana parameternya tetap.
Pemutus sirkuit di sirkuit rumah tangga biasa menggunakan strip bimetal sederhana yang menekuk saat suhunya meningkat. Hal ini menyebabkan rangkaian menjadi trip ketika mencapai suhu ambang batas. Pemutus sirkuit industri, di sisi lain, memerlukan relai pelindung untuk memberi sinyal ke pemutus sirkuit kapan harus dibuka. Jenis pemutus sirkuit ini memiliki koil elektromagnetik yang disebut koil trip yang membuka sirkuit saat diaktifkan. Relai pelindung mengaktifkan koil perjalanan jika rangkaian memenuhi kondisi kelebihan beban yang ditentukan.
Desain relai pelindung bisa rumit. Komponen umum dari relai pelindung termasuk cakram induksi, kumparan operasi, magnet kutub berbayang, dan operator solenoida. Relai pelindung pertama adalah perangkat elektromekanis murni, tetapi relai pelindung modern menggunakan mikroprosesor. Relai pelindung berbasis mikroprosesor lebih presisi daripada versi elektromekanis, dan biasanya melakukan banyak fungsi.
Relai proteksi dapat merespon berbagai kondisi. Kondisi arus lebih terjadi ketika tegangan dalam suatu rangkaian berada di atas tegangan yang diinginkan. Demikian pula, kondisi tegangan berlebih terjadi ketika tegangan rangkaian berada di atas level yang diinginkan. Kondisi over-frequency dan under-frequency juga merupakan jenis gangguan sirkuit yang umum. Beberapa rele pelindung juga dapat memperkirakan jarak ke gangguan.
Rele arus lebih adalah jenis rele proteksi yang umum. Ini biasanya terhubung ke transformator dan dikalibrasi ke arus maksimum yang diinginkan. Kontak dalam relai beroperasi ketika arus dalam rangkaian melebihi level ini, sehingga memutus rangkaian.
Relai jarak adalah jenis umum relai proteksi yang mendeteksi jarak ke gangguan. Ini adalah jenis rele pelindung yang paling umum pada saluran transmisi tegangan tinggi. Relai jarak mendeteksi arus dan tegangan pada rangkaian. Impedansi per satuan jarak pada rangkaian adalah besaran yang diketahui, yang memungkinkan relai jarak menghitung jarak ke gangguan.