¿Debería el Restablecimiento de Fábrica devolver el teléfono a la versión original de Android instalada en él?

El restablecimiento de fábrica sólo elimina los datos de usuario (partición de datos de usuario) y restaura los ajustes a los valores predeterminados, lo que significa que todos los ajustes se restablecerán al estado de fábrica. Esto no se aplica al sistema, (firmware/ROM) que permanece intacto.

Por ROM original de fábrica, ¿te refieres a la que vino con el teléfono? Esto se puede hacer degradando el firmware del teléfono: parpadeando el firmware de la versión inferior (con una versión inferior de Android).

Sin embargo, no todos los dispositivos admiten la degradación, ya que las versiones anteriores pueden tener fallos, agujeros de seguridad... Muchos fabricantes de dispositivos como HTC, Huawei, Motorola (Lenovo)... no permiten la degradación.

¿Esto es normal

Sí. Vea las respuestas aquí y la pregunta duplicada enlazada Actualicé mi teléfono de la versión 1.6 a la 2.2 de Android, si restauro la "Configuración de fábrica", ¿qué versión será?

¿Hay alguna forma de hacer que el restablecimiento de fábrica obligue al teléfono a volver a la ROM original de fábrica?

No. Tendrías que bajar de categoría manualmente, lo cual no siempre es posible, ya que los cargadores de arranque están diseñados para evitar que los fabricantes de equipos originales (incluyendo a Samsung) bajen de categoría. La búsqueda en los cursillos muestra que es posible para tu dispositivo desde Nougat a Marshmallow pero comiste mirando a Lollipop lo que lo hace más improbable