本发明提供了一种变电站二次回路运行工况监测方法、系统及终端设备，包括：获取历史故障样本数据并构建历史故障样本数据的均值矩阵和标准差矩阵，基于各个时间段的采集数据构建变压器、断路器、互感器、电容器以及电抗器的相关二次回路各个时间段的监测矩阵；对变压器、断路器、互感器、电容器以及电抗器的相关二次回路进行固定时间间隔连续定位采集；基于各个时间段的采集数据构建各个时间段的监测矩阵；将标准差矩阵、均值矩阵以及各个时间段的监测矩阵输入故障预测模型得到监测结果。本发明能够解决因现有的变电站二次回路监测参量不足，覆盖范围受限，运行工况的状态及故障多依赖工作人员，导致变电站二次回路故障的不能及时发现，故障处理效率低下的问题。