本发明公开了一种基于三层架构的变电站视频监控异常预警系统及实现方法。本发明由云端、边端和终端三层构成，云端负责接收并存储边端从各采集终端汇集并过滤后的异常监控视频片段，必要时负责更新训练异常检测模型，并将模型发送到各边端；边端负责接收各采集终端采集到的视频数据并通过异常检测模型过滤掉无异常的片段，将异常监控视频片段发送云端的同时将预警信息发送给预警终端，必要时接收云端发送的异常检测模型并覆盖更新；终端分为采集终端和预警终端，采集终端负责采集视频数据回传到各边端，预警终端负责接收边端的预警信息并呈现给用户。本发明采用云边端三层架构，既保障了异常检测的高精度，又保证了异常预警的实时性。