Pues mira amigo, eso me suena a dos cosas, la primera es que la batería de tú teléfono está un poco mala, ya que cuando llega a cierto porcentaje se vuelve loca, mira te lo explico, hay veces a las baterías se les hacen, digamoslo más simple, como "huecos", pongamos algo, cuando una batería tiene esos cortes de corriente, es como si tu batería estuviera a 3.7v y cae en un hueco y pass, baja el voltaje y el teléfono que se te reinicia, cuando tu lo tienes conectado ala corriente, es un voltaje constante entre la batería y el teléfono, de ahí que nunca te pase eso cuando lo tienes conectado, también puedes limpiar el conector micro usb, hay veces que una corrosión cause problemas....
Opción 2: Cambia a una rom completamente stock, una oficial de Samsung para descartar problemas de batería...
Opción 3(más simple): deja que se te descargue completamente la batería y la cargas con el móvil apagado por 4 horas, después de eso, prende el teléfono con el cargador conectado, baja e instala battery calibration y la calibras...
Saludos y me avisas...