过载保护继电器-机器的持续平衡过载会导致定子绕组过热。一个明显的解决方案是应用过电流继电器。但通常不提供此功能，因为这是时间敏感的，必须设置它以将其与发电机供电系统上最慢的继电器区分开来，此外，此保护在任何情况下都无法检测到发电冷却系统故障机器。
检测这种情况的最可靠方法是通过嵌入定子绕组中各个点的温度检测器线圈，这些线圈被布置为提供定子绕组上存在的温度条件的指示。温度检测器可以是热电偶、热敏电阻或电阻温度检测器。温度检测器线圈构成惠斯通电桥电路的一个臂。
低于30 MW额定值的机组通常不配备嵌入式温度检测器，但通常配备热继电器。
这种类型的过载保护继电器具有由定子的次级电流加热的双金属片，双金属片外壳被设计成具有类似机器的加热和冷却特性。然而，这样的过载保护继电器不会提供防止由于冷却系统故障而导致的过热的保护。
