本申请提供了一种基于故障相残压的全补偿系统补偿变压器分压比设计方法，包括：预先设定自产供电相电源的接地故障电流补偿系统的最大允许残压值；当相供电电源产生器和相供电电源相位补偿器的联结组别均为DY时，获取自产供电相电源的接地故障电流补偿系统在单相接地时的最大接地电阻；基于最大允许残压值和最大接地电阻获取调压变压器的空载电压；基于调压变压器的空载电压获取调压变压器的基准变比；基于调压变压器的基准变比确定调压变压器的级差。本申请可有效减少补偿变压器生产制造成本，避免工程应用中出现设计不合格问题，是全补偿系统设计的重要理论依据，补偿变压器分压比的优化设计能极大提高补偿精度。