本发明属于电力工程技术领域，公开了一种电容式电压互感器多维协同运行监测预警系统和方法，该方法根据电容式电压互感器多维运行数据感知变电站运行状态，依据数据不同属性，将电压测量数据、故障录波数据、开关位置信息与变电站一次运行图中断路器、电容式电压互感器、电流互感器匹配，根据故障录波数据和开关位置信息反演变电站实时一次运行方式；按电容式电压互感器不同同源属性设定监测阈值，差异化组合监测电容式电压互感器运行状态；根据电压测量数据和故障录波数据融合判定并预警存在异常电压测量数据和故障录波数据所对应的电容式电压互感器，诊断电容式电压互感器异常原因，提高了异常诊断的准确性，降低误报率。