La función de Postgres finaliza el bucle y devuelve el error

Use OUT parámetros para devolver una sola fila con varias columnas. El RETURN type es opcional en este caso, cito el manual aquí :

CREATE OR REPLACE FUNCTION conta_relatos(
    _fator_normativo integer
   ,_fator_determinativo integer
   ,OUT rel_pri integer
   ,OUT rel_sec integer
   ,OUT rel_ref integer
   ) AS
$func$
DECLARE
   tipo_relato text;
BEGIN

rel_pri := 0;
rel_sec := 0;
rel_ref := 0;

FOR tipo_relato IN
   SELECT f."Tipo_Relato"
   FROM   "Vinculos" v
   JOIN   "Fontes"   f ON f."ID" = v."Item"
   WHERE  v."Fator_Normativo" = _fator_normativo
   AND    v."Fator_Determinativo" = _fator_determinativo
LOOP
   CASE tipo_relato
   WHEN '1 - Relato Primário' THEN 
      rel_pri := rel_pri + 1;
   WHEN '2 - Relato Secundário' THEN 
      rel_sec := rel_sec + 1;
   WHEN '3 - Relato Referencial' THEN 
      rel_ref := rel_ref + 1;
   END CASE;
END LOOP;

-- No RETURN needed, OUT parameters are returned automatically.

END
$func$ LANGUAGE plpgsql;

Llamar:

SELECT * FROM conta_relatos(1,2);

También simplifiqué en gran medida su función. Entre otros:

• Utilice "CASO simple" para sus tareas.
• Simplifique dos consultas en una sola con una unión.

Toda la función se podría reescribir fácilmente como una sola instrucción SQL.